Wentylatory Strumieniowe: Działanie i Dobór

W ostatnich latach wentylatory strumieniowe zyskały znaczną popularność w systemach wentylacji, szczególnie w kontekście oddymiania parkingów podziemnych i tuneli. Stanowią one efektywną alternatywę dla tradycyjnych, rozbudowanych instalacji kanałowych, oferując szereg korzyści w zakresie projektowania i funkcjonalności systemów HVAC.

Jak działają wentylatory strumieniowe? Zasada działania

Kluczowym elementem działania wentylatora strumieniowego jest generowanie impulsu powietrza o wysokiej prędkości, ale niewielkiej objętości. Ten impuls, niczym strumień, porywa za sobą znacznie większe masy powietrza o mniejszej prędkości. W kontekście pożaru, powietrze dostarczane do pomieszczenia miesza się z dymem, a następnie, za pomocą strategicznie rozmieszczonych wentylatorów strumieniowych, jest kierowane w stronę punktów wyciągowych. Stamtąd dym jest skutecznie usuwany na zewnątrz strefy objętej pożarem. Ten sposób działania pozwala na efektywne usuwanie dymu i kontrolę jego rozprzestrzeniania się.

W zależności od specyfiki danego obiektu, stosuje się wentylatory strumieniowe jednokierunkowe lub dwukierunkowe (rewersyjne). Wentylatory jednokierunkowe kierują przepływ powietrza w jednym, ustalonym kierunku, natomiast wentylatory rewersyjne mogą zmieniać kierunek przepływu, co jest szczególnie przydatne w bardziej złożonych systemach wentylacyjnych.

Budowa wentylatorów strumieniowych - kluczowe komponenty

Konstrukcja wentylatora strumieniowego opiera się na wentylatorze osiowym, który jest sercem urządzenia. Napędzany jest on silnikiem elektrycznym, zazwyczaj umieszczonym bezpośrednio w strumieniu przepływającego powietrza. Aby zminimalizować hałas generowany przez wentylator, zarówno po stronie ssawnej, jak i tłocznej, stosuje się tłumiki wykonane z materiałów dźwiękochłonnych i niepalnych.

W wersjach jednokierunkowych, po stronie ssawnej wentylatora, znajduje się siatka ochronna, która zabezpiecza przed przypadkowym dostaniem się większych obiektów do wnętrza urządzenia. Z kolei po stronie tłocznej montowany jest deflektor. Deflektor to element kierujący strumień powietrza w pożądanym kierunku, w głąb pomieszczenia. Jego zastosowanie jest kluczowe dla uzyskania stabilnego i kontrolowanego przepływu powietrza oraz zapobiega niepożądanemu zjawisku „przyklejania się” strugi powietrza do ścian lub stropu. W przypadku wentylatorów rewersyjnych stosuje się deflektor dwustronny, umożliwiający kierowanie strumienia powietrza w obu kierunkach.

Zewnętrzna obudowa wentylatora, pełniąca funkcję korpusu, wykonana jest zazwyczaj z blachy ocynkowanej, co zapewnia odporność na korozję. Kształt obudowy może być różny – kołowy, owalny lub oktagonalny, w zależności od modelu i producenta. Na obudowie znajdują się również elementy umożliwiające podwieszanie wentylatora pod stropem, co jest standardową metodą montażu w parkingach i tunelach.

Parametry wentylatorów strumieniowych - co jest istotne przy doborze?

Dobór odpowiednich wentylatorów strumieniowych, ich ilości i rozmieszczenia w systemie wentylacyjnym zależy od szeregu czynników. Do najważniejszych uwarunkowań należą:

• Cel projektowanego systemu: Najczęściej jest to usuwanie dymu w przypadku pożaru, ale wentylatory strumieniowe mogą również pełnić funkcję wentylacji bytowej, utrzymując niskie stężenie szkodliwych gazów, takich jak tlenek węgla czy LPG.
• Wymiary parkingu lub tunelu: Długość i szerokość obiektu mają bezpośredni wpływ na zasięg strumienia powietrza i rozmieszczenie wentylatorów.
• Wysokość pomieszczenia: Wysokość parkingu determinuje przestrzeń, w której strumień powietrza będzie się rozprzestrzeniał.

Kluczowe parametry, na które należy zwrócić uwagę przy wyborze wentylatorów strumieniowych, to:

• Wydajność powietrza: Ten parametr określa objętość powietrza przetłaczaną przez wentylator w jednostce czasu (np. m³/h). Wydajność powietrza ma bezpośredni wpływ na wielkość strugi powietrza (stożka) generowanej przez wentylator, a co za tym idzie – na prędkość powietrza w różnych odległościach od urządzenia. Przyjmuje się zasadę, że najniższa dopuszczalna prędkość w punktach styku stożków powietrza generowanych przez sąsiednie wentylatory strumieniowe powinna wynosić co najmniej 1 m/s.
• Zasięg strumienia: Określa odległość, na jaką strumień powietrza generowany przez wentylator zachowuje wystarczającą prędkość. Zasięg strumienia można oszacować za pomocą wzoru:

  x = (d / m) * (Vo / Vx)

  gdzie:

  • x – zasięg strugi powietrza (stożka)
  • m – współczynnik wentylatora strumieniowego, przyjmuje się wartość 0,25
  • d – średnica wylotu z wentylatora
  • Vo – prędkość wylotu powietrza z wentylatora
  • Vx – prędkość powietrza w określonej odległości od wentylatora
• Ciąg statyczny: Jest to wielkość związana z prędkością wylotową powietrza oraz powierzchnią wypływu z wentylatora. Ciąg statyczny jest często wykorzystywany do porównywania urządzeń różnych producentów. Wentylatory strumieniowe o zbliżonym ciągu statycznym powinny charakteryzować się porównywalną wydajnością.

Zasady doboru i rozmieszczenia wentylatorów strumieniowych - praktyczne wskazówki

Niestety, na chwilę obecną brakuje jednoznacznych, powszechnie obowiązujących wytycznych dotyczących doboru i rozmieszczania wentylatorów strumieniowych. Projektowanie systemów oddymiania opartych na wentylatorach strumieniowych wymaga więc kierowania się zasadami wiedzy technicznej i doświadczeniem. Co więcej, w praktyce każdy projekt powinien być potwierdzony komputerową analizą CFD (Computational Fluid Dynamics), która pozwala na symulację przepływu powietrza i dymu w danym obiekcie.

Podczas projektowania i doboru wentylatorów strumieniowych należy uwzględnić następujące aspekty:

• Kierunek przepływu: Wentylatory strumieniowe powinny być rozmieszczone w taki sposób, aby kierunkowały przepływ powietrza w stronę punktów wyciągowych dymu.
• Sumaryczna wydajność: Sumaryczna wydajność wszystkich wentylatorów strumieniowych w systemie nie może przekraczać całkowitej ilości powietrza nawiewanego do garażu.
• Prędkość powietrza: Wentylatory strumieniowe należy rozmieszczać tak, aby prędkość powietrza w miejscach styku strug powietrza generowanych przez sąsiednie wentylatory nie była niższa niż 1 m/s.
• Struga powietrza: Przy modelowaniu układu wentylatorów na obszarze parkingu uwzględnia się wyłącznie strugę powietrza generowaną po stronie tłocznej wentylatora. Strona ssawna nie jest brana pod uwagę w obliczeniach.
• Drogi ewakuacyjne: Dym powinien być kierowany w taki sposób, aby nie utrudniał ewakuacji i umożliwiał swobodne działanie ekipom ratowniczym.
• Strefa dymowa: Podczas rozprzestrzeniania się dym nie może zajmować powierzchni większej niż dopuszczalna powierzchnia strefy dymowej, która zazwyczaj wynosi 2600 m².
• Minimalna wydajność oddymiania: Zgodnie z normą BS-7346-7:2006, minimalna wydajność systemu oddymiania powinna wynosić 10 wymian powietrza na godzinę (10 wym/h).
• Opóźnienie załączenia: Wentylatory strumieniowe powinny załączać się dopiero po zakończeniu ewakuacji osób z obiektu. Czas opóźnienia załączenia wyznacza się na podstawie WCBE (Wymagany Czas Bezpiecznej Ewakuacji), który uwzględnia czas ewakuacji, detekcji pożaru, alarmowania, rozpoznania sytuacji i reakcji na zdarzenie.

Wentylacja strumieniowa a tradycyjna wentylacja kanałowa - porównanie

Wentylatory strumieniowe, w porównaniu do tradycyjnych systemów kanałowych, oferują szereg zalet, ale mają również pewne ograniczenia. Poniższa tabela przedstawia porównanie obu rozwiązań:

Najczęściej zadawane pytania (FAQ)

Na czym polega procedura wentylacji strumieniowej w kontekście HVAC?

W kontekście systemów HVAC, wentylacja strumieniowa polega na wykorzystaniu wentylatorów strumieniowych do generowania impulsów powietrza. Te impulsy, dzięki zjawisku inżektorowemu, porywają za sobą duże masy powietrza, efektywnie kierując je w pożądanym kierunku w przestrzeni. W systemach oddymiania, procedura polega na strategicznym rozmieszczeniu wentylatorów strumieniowych w celu ukierunkowania dymu w stronę punktów wyciągowych i usunięcia go na zewnątrz budynku.

Czy wentylacja strumieniowa jest inwazyjna w kontekście instalacji?

W porównaniu do tradycyjnej wentylacji kanałowej, systemy wentylacji strumieniowej można uznać za mniej inwazyjne w kontekście instalacji. Nie wymagają one rozbudowanej sieci kanałów, co znacząco redukuje ingerencję w strukturę budynku. Montaż wentylatorów strumieniowych jest zazwyczaj prostszy i szybszy, a systemy te łatwiej jest adaptować do istniejących obiektów, gdzie instalacja kanałów mogłaby być problematyczna lub kosztowna.

Podsumowanie

Wentylatory strumieniowe stanowią nowoczesne i efektywne rozwiązanie w systemach wentylacji, szczególnie w kontekście oddymiania parkingów i tuneli podziemnych. Ich zasada działania oparta na impulsie powietrza, prosta konstrukcja i elastyczność instalacji czynią je atrakcyjną alternatywą dla tradycyjnych systemów kanałowych. Prawidłowy dobór i rozmieszczenie wentylatorów strumieniowych, poparty analizą CFD, pozwala na stworzenie skutecznego i bezpiecznego systemu wentylacji, zapewniającego komfort i bezpieczeństwo użytkowników obiektów.

mgr inż. Mariusz Majerski

Jeśli chcesz poznać inne artykuły podobne do Wentylatory Strumieniowe: Działanie i Dobór, możesz odwiedzić kategorię Wentylacja.