Samotíné vìtrací hlavy a jejich správná volba pro funkèní pøirozené vìtrání v budovách Pro vìtrání místností v obytných budovách a prùmyslových prostor se pouívají nejen ventilátory, ale také vìtrací hlavy bez rotaèních prvkù. Pohyb vzduchu uvnitø samotíného kanálu je závislý na dvou faktorech: na rozdílu teplot mezi vìtranou místností a ovzduším a na síle vìtru, který tím, e proudí kolem vìtrací hlavice, vytváøí v ní podtlak. Efektivnímu vyuití síly vìtru ve vìtracích hlavách jsme se vìnovali v rámci zkoušek naší typové øady výrobkù, pøièem jsme si pomohli (pro nedostatek polského ekvivalentu) francouzskou normou P50-413 s názvem „Vedení pøirozeného vìtrání a kouøová vedení“. V závislosti na rychlosti a úhlu dopadu vìtru vìtrací hlava vytváøí menší nebo vìtší podtlak. Tento podtlak podmiòuje mnoství vzduchu proudícího vìtrací hlavou a tím mnoství odvádìného vzduchu z instalace (místnosti). Na mnoství vzduchu odvádìného pøes vìtrací hlavu má také vliv její vlastní odpor, který se vyjadøuje pomocí souèinitele . V závislosti na rychlosti odvádìného média v kanálu se dispozièní podtlak vìtrací hlavy, který umoòuje vyuít sílu vìtru, mìní. Èím je rychlost média vìtší, tím je dispozièní podtlak menší a tím i síla vìtrací hlavy menší. Lépe je to patrné na pøíkladovém grafu cw = f(ck). Existují tedy tøí základní parametry charakterizující vìtrací hlavu. ! velikost podtlaku v závislosti na rychlosti
U montáního pracovištì
vìtru; ! velikost souèinitele odporu; ! velikost podtlaku v závislosti na rychlosti
média v kanálu a rychlosti vìtru. Tyto tøi parametry charakterizuje, defïnuje a urèuje zpùsob mìøení citovaná výše norma. Souèinitelem Cb norma urèuje pomìr podtlaku vìtrací hlavy, bez prùtoku v kanále, k dynamickému tlaku vìtru, souèinitelem urèuje pomìr tlakové ztráty vìtrací hlavice k dynamickému tlaku proudícího média v kanále, a souèinitel Cw urèuje pomìr podtlaku vìtrací hlavice, pøi prùtoku v kanále, k dynamickému tlaku vìtru. Pomocí tìchto parametrù lze mezi sebou srovnat vìtrací hlavy. Je zde podstatné, aby køivka Cw ve funkci rychlosti v kanálu byla plochá, co zajišuje pomìrnì vysoký podtlak vìtrací hlavy pøi vìtší rychlosti v kanále, co v dùsledku zpùsobuje vìtší výkon odvádìní vzduchu. Souèinitel Cb se ve funkci úhlu dopadu vìtru pouívá od -60° do +60°. Hodnota souèinitele Cw se pouívá pøi úhlu dopadu vìtru 0°.
Popis zkouše a výsledky Navrhli jsme a zhotovili zkušební stanovištì vìtracích hlav, na které se pro simulaci pohybu vzduchu pouívá radiální ventilátor s tyristorovou regulací otáèek, co umoòuje plynulou regulaci rychlosti vìtru v simulaèním kanálu. Za úèelem vyrovnání proudu v kanále byly vybudovány dvì vyrovnávací møíky a v ústí byla pouita redukèní tryska. Na této trysce je napnuta síka z tenkého drátu pro usnadnìní pøesného sondování rozloení rychlostí v celém prùøezu. Za úèelem zkoušení podtlaku vìtrací hlavy, s prùtokem kanálu a pøi vìtru proudícím kolem vìtrací hlavy, a ztrát vìtrací hlavy, byl vybudován pomocný kanál, který je také vybaven plynulou regulací otáèek. Pomocí tohoto ventilátoru byl foukán vzduch do vìtrací hlavy a byla mìøena velikost podtlaku pøi nulovém nastavení vìtrací hlavy ve vztahu k vektoru rychlosti vìtru a mìøily se ztráty vìtrací hlavy pøi „vypnutém“ vìtru. Rychlosti v kanálu se mìøily sondováním tlaku pomocí Prandtlovy trubice, a velikost podtlaku se odèítala v pulzních otvorech zhotovených ve kanálu a pøipojených na vyrovnávací nádrí. „Pro odeèet tlakù se pouíval bateriový mikromanometr. Parametry okolí byly mìøeny elektronickým teplomìrem a hygroskopem. Okolní tlak byl mìøen barometrem. Zmìøené hodnoty byly pøepoèteny ve zvláš vyvinutém poèítaèovém programu na srovnávací hodnoty Cb, Cw i . Na základì tìchto hodnot byly zpracovány závislosti Cb = f (úhlu vìtru) a Cw = f (rychlosti v kanále). zpùsob výpoètu podtlaku vìtrací hlavy Údaje: ! Rychlost vìtru ! Rychlost v komínovém kanále ! Prùmìr kanálu Výpoèty: K prùmìru kanálu je nutno zvolit typ vìtrací hlavy. Dále pro pøedpokládanou rychlost vìtru a rychlosti v kanále se musejí provést tyto výpoèty: Z grafu Cw = f(ck) pro pøedpokládanou rychlost Ck je nutno odeèíst hodnotu Cw. Podtlak vytváøený vìtrací hlavou se vypoète takto: Pwst = Cw * * w2/2 Kdfe: w - je rychlost vìtru - hustota vzduchu ck -rychlost v kanále Pokud je vypoètený podtlak nedostaèující pro pøekonání odporù instalace, kap je tøeba zvolit jiný typ vìtrací hlavy nebo zmìnit rozmìry instalace a znovu provést výpoèet. Souèinitel ztrát vìtrací hlavy „z“ je pro jednotlivé vìtrací hlavy uveden na grafech. Graf Cb = f(úhlu dopadu vìtru) sdìluje, v jakém rozsahu se mìní podtlak vìtrací hlavy od smìru vìtru. Záporné hodnoty úhlù na grafu se vztahují k nastavení vìtrací hlavy proti vìtru a kladné úhly se vztahují k nastavení vìtrací hlavy z vìtrem. Hodnota tohoto podtlaku ser vypoète takto: Pbst = Cb * * w2/2 Kde: hodnota Cb se odeète z grafù pro zvolený úhel dopadu vìtru na vìtrací hlavu.
prùtok v kanále Q [m3/h]
Kdy jsme ji znali hodnotu souèinitele odporu a výše uvedené závislosti, zpracovali jsme se firmì UNIWERSAL program pro výpoèet a volbu vìtracích hlav. V okamiku, kdy bylo k dispozici stanovištì a výpoètové programy, byly pøezkoušeny všechny námi vyrábìné vìtrací hlavy od velikosti 100 do 400. Výsledky byly zpracovány v tabulkové podobì a ve výkresové podobì soustøedìny v programu pro vypoèet a volbu vìtracích hlav. Tento Pøíklady výkonù vìtracích hlav program umoòuje volbu vìtrací hlavy a Úroveò vìtrací møíky - pøízemí 3podlaní budova výpoèet mnoství odvádìného vzduchu rychlost vìtru 4 m/s pro typové bytové a prùmyslové instalace. otvor møíky 150 x150 [mm] otvor møíky f 100 [mm] Umoòuje také vyhodnotit efektivitu odvádìného média jednotlivými vìtracími hlavami. Grafy na níe prezentovaných obrázcích uvádìjí pro pøíkladové instalace mnoství odvádìného vzduchu jednotlivými vìtracími hlavami. Uvádìjí pøíklady výpoètù pro 5podlaní a 3podlaní
proto všechny zájemce ádáme, aby nás kontaktovali za úèelem získání podrobnìjších informací, ve kterých se vynasnaíme detailnì odpovídat na všechny dotazy, které vzniknou po pøeètení tohoto èlánku.
Typy vìtracích hlav
Pøíklady výkonù pro nìkolik vybraných vìtracích hlav Úroveò vìtrací møíky - pøízemí 5podlaní budova rychlost vìtru 4 m/s
otvor møíky 150 x150 [mm]
prùtok v kanále Q [m3/h]
otvor møíky f 100 [mm]
Typy vìtracích hlav
Pøíklady výkonù pro nìkolik vybraných vìtracích hlav otvor møíky = prùmìru vìtrací hlavy prùmyslový objekt rychlost vìtru 4 [m/s] délka kanále 3 [m]
prùtok v kanále Q [m3/h]
budovu a pro odtah z haly. Jak z tìchto pøíkladù vyplývá, jednotliví typy vìtracích hlav odvádìjí rùzná mnoství vzduchu. Avšak kadá z nich i pøes rozdílné výsledky odvádìní najde uplatnìní, a to s ohledem na jiné konstrukce a jiné monosti pouití. Z grafù vyplývá také to, e pouití vìtšiny møíek umoòuje odvádìní vìtších mnoství vzduchu. Pøi pouití individuálních vedení, jak to uvádí zmìna A1 normy PN-B-03430:1983, je nutno pouít prùøezy møíek, které se pøiblinì rovnají prùøezu komínového vedení. Uvìdomujeme si, e takto rozsáhlý výzkumný materiál nelze shrnout do podoby krátkého technického èlánku,
Typy vìtracích hlav
Vìtrací hlava WLO parametry souèinitele Cb bez simulace prùtoku v kanále
Vìtrací hlava WLO parametry souèinitele Cw se simulací prùtoku v kanále
0,10
0,2 Cb
CW 0,1
0,00
[-]
[-] 0,0 -0,10 -0,1
-0,20 -0,2 -0,30
-0,3
-0,4
-0,40
-0,5 -0,50
-0,6 -0,7
-80
-60
-40
-20
0
20
40
160
315
250
400
60
úhl [ °]
80
-0,60 0,00
0,50
1,50
1,00
2,00
2,50
3,50 4,00 Ck [m/s]
3,00
160 z=1,951 250 z=0,316
315 z=1,98 400 z=0,924
z - souèinitel ztrát vìtrací hlavy Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
Vìtrací hlava BORA parametry souèinitele Cb bez simulace prùtoku v kanále
Vìtrací hlava BORA parametry souèinitele Cw se simulací prùtoku v kanále
-0,10
0,2
CW
Cb
-0,15 0,1
[-]
[-]
-0,20 0,0 -0,25 -0,1
-0,30 -0,2 -0,35 -0,3
-0,40 -0,4 -0,45 -0,5
-0,50 -0,6 -0,55 -0,7
-0,8 -80
-0,60 0,0 -60
-40
-20
0
20
40
60
úhl [ °]
0,5
1,0
Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
Vìtrací hlava DUO parametry souèinitele Cb bez simulace prùtoku v kanále
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5 5,0 Ck [m/s]
Vìtrací hlava DUO parametry souèinitele Cw se simulací prùtoku v kanále
0,20
-0,30 Cb
2,0
100 z=0,137 250 z=0,126 160 z=0,233 315 z=0,081 200 z=0,0635 z - souèinitel ztrát vìtrací hlavy Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
250 315
100 160 200
1,5
80
CW
0,10
-0,35
[-]
[-]
0,00
-0,40
-0,10 -0,45
-0,20 -0,50 -0,30 -0,55
-0,40 -0,60 -0,50 -0,65
-0,70 -80
-0,60 0,0 -60
-40
-20
0
20
40
60
úhl [ °]
160 - vìtrací hlava nastavená pøíènì k náporu vìtru 160 - vìtrací hlava nastavená podélnì k náporu vìtru 150 - vìtrací hlava nastavená podélnì k náporu vìtru Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
80 160 - vìtrací hlava nastavená pøíènì k náporu vìtru 160 - vìtrací hlava nastavená podélnì k náporu vìtru 150 - vìtrací hlava nastavená pøíènì k náporu vìtru 150 - vìtrací hlava nastavená podélnì k náporu vìtru z - souèinitel ztrát vìtrací hlavy Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
3,0 Ck [m/s] z=1,52
Vìtrací hlava FEN parametry souèinitele Cb bez simulace prùtoku v kanále Cb
Vìtrací hlava FEN parametry souèinitele Cw se simulací prùtoku v kanále
0,10
0,00
CW
-0,10
[-]
0,05
0,00
[-] -0,20
-0,05
-0,30
-0,10
-0,40
-0,15
-0,50
-0,20 -0,25
-0,60
-0,30 -0,70 -0,35
-0,80 -0,40 0,0
-0,90
-80
-60
-40
-20
0
20
40
FENKO-100
250
160
315
60
K¹t [ °]
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
80 FENKO-100 z=5,9 z=0,238
160
1,8 2,0 Ck [m/s]
250
z=0,255
315
z=0,37
z - souèinitel ztrát vìtrací hlavy
Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
Vìtrací hlava ZEFIR parametry souèinitele Cb bez simulace prùtoku v kanále
Vìtrací hlava ZEFIR parametry souèinitele Cw se simulací prùtoku v kanále
0,10
0,0
CW
Cb -0,1
0,00
[-] -0,2
[-] -0,10
-0,3
-0,4 -0,20 -0,5
-0,6
-0,30
-0,7
-0,40
-0,8 -0,9
-0,50
-1,0 -80
0,0 -60
-40
-20
0
20
40
140
150/M
150
250
60
úhl [ °]
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
80
1,8 2,0 Ck [m/s]
140 z=2,519
150/M z=2,06
150 z=4,82
250
z=0,696
z - souèinitel ztrát vìtrací hlavy Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
Vìtrací hlava BRYZA parametry souèinitele Cw se simulací prùtoku v kanále
Vìtrací hlava BRYZA parametry souèinitele Cb bez simulace prùtoku v kanále
0,10
0,0 CW
Cb
0,05
-0,1
[-]
[-] -0,2
0,00
-0,3
-0,05
-0,4
-0,10
-0,5 -0,15
-0,6 -0,20 -0,7 -0,25
-0,8 -80
0,0 -60
-40
-20
0
20
40
60
úhl [ °]
vìtrací hlava nastavená pøíènì k náporu vìtru vìtrací hlava nastavená podélnì k náporu vìtru 150
Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
80 vìtrací hlava nastavená pøíènì k náporu vìtru vìtrací hlava nastavená podélnì k náporu vìtru z - souèinitel ztrát vìtrací hlavy
150
Prùmìr vìtrací hlavy [mm]
1,8 2,0 Ck [m/s]
z=0,41
