Распределение воздуха в текстильных воздуховодах

Существуют следующие системы раздачи воздуха:
При необходимости можно комбинировать различные методы воздухораспределения.
Микроперфорация
Микроперфорация – это отверстия диаметром до 1 мм. Скорость выхода воздуха через микроперфорацию настолько низкая, что движение воздуха происходит вследствие разницы плотности воздушных потоков. Дальнобойность струи микроперфорации зависит от статического давления и может достигать 2 метров.
Для систем вентиляции при разнице температур ΔТ=0°C перемещение воздуха малоэффективно, поскольку процесса смешивания окружающего воздуха с подаваемым практически не происходит. При микроперфорации в 360 градусов, распределение воздуха будет равномерным по всем направлениям.
Распределение воздуха через микроперфорацию
Для систем охлаждения подача воздуха имеет характер нисходящего потока. Охлажденный воздух будет опускаться в нижнюю часть помещения, а теплый воздух будет вытесняться под потолок. При малой разности температур ΔТ≤3°C такое воздухораспределение не создаст дискомфорта даже для людей, рабочие места которых находятся под воздуховодом при минимальной высоте помещения. Чем больше разница температур ΔТ, тем с большей интенсивностью приточный воздух опускается в рабочую зону, что влечет за собой риск образования сквозняка как в рабочей зоне, так и на уровне пола. Если под воздуховодом находится оборудование со значительными тепловыделениями, то скорость воздуха в рабочей зоне будет снижаться, сталкиваясь с восходящими потоками теплого воздуха.
​В системах отопления подача нагретого воздуха через микроперфорацию приводит к тому, что теплый воздух скапливается под потолком. Движение воздуха замыкается и происходит расслоение воздушных масс (теплый воздух вверху, холодный – внизу).

Воздухораспределение через микроперфорацию в

системах вентиляции

системах охлаждения

системах отопления

Распределение воздуха через микроперфорацию не подходит для систем отопления, а используется только для систем охлаждения и вентиляции с небольшими теплопритоками от оборудования.
Перфорация
Отверстия в воздуховоде диаметром 2-14 мм называются перфорацией. Дальнобойность струи зависит от статического давления и достигает 15 метров, а скорость выхода воздуха через перфорацию – 25 м/с.
Распределение воздуха через перфорацию
Данное воздухораспределение обеспечивает высокую степень перемешивания воздуха, благодаря эжекции (затягиванию) окружающего воздуха к подаваемой направленной струе. По мере вовлечения окружающего воздуха в струю, ее диаметр увеличивается, а скорость уменьшается, и при достижении рабочей зоны скорость воздуха падает до оптимального уровня.
​В отличие от микроперфорации, такое распределение используется не только для систем кондиционирования и вентиляции, но и для систем отопления. Внешние факторы, такие как теплопритоки или вытяжные системы, в незначительной степени влияют на дальнобойность струи.
​Для систем охлаждения и вентиляции воздух рекомендуется подавать в верхнюю часть помещения. В этом случае охлажденный воздух настилающими слоями опускается вниз и смешивается с более теплым воздухом помещения.
​Для систем отопления воздух рекомендуется направлять в нижнюю часть помещения, таким образом он будет достигать рабочей зоны, смешиваясь с более охлажденным воздухом.

Воздухораспределение через перфорацию в

системах вентиляции и охлаждения

системах отопления

Проницаемый материал
Приточный воздух через проницаемую ткань раздается на 360°. Дальнобойность струи зависит от свободного напора вентилятора, но не превышает 1 метра, поэтому этот метод распределения хорош для помещений с низкими потолками.
​Скорость выхода воздуха через проницаемую ткань низкая и движение воздуха, как и при микроперфорации, будет происходить по принципу разницы в плотности воздушных масс. Подходит данный способ только для систем охлаждения и вентиляции помещения путем вытеснения более теплого воздуха холодным.
В системах отопления подача нагретого воздуха через проницаемую ткань приводит к тому, что теплый воздух скапливается под потолком. Движение воздуха замыкается и происходит расслоение воздушных масс (теплый воздух вверху, холодный – внизу).
Распределение воздуха через проницаемую ткань

Воздухораспределение через проницаемый материал в

системах вентиляции

системах охлаждения

системах отопления

Использование проницаемой ткани предотвращает образование конденсата, поскольку вокруг воздуховода образуется движение воздуха, которое сводит к нулю перепад температур на поверхности воздуховода. Таким образом, отсутствует среда для размножения бактерий, что актуально для предприятий пищевой промышленности.
​Коэффициент воздухопроницаемости обозначается  и выражается в дм³/(м²·с), т.е. показывает какой объем воздуха (дм³) пройдет через 1 квадратный метр ткани (м²) за секунду (с). Компания «Поток» предлагает клиентам 4 типа проницаемых тканей П1-П4. График зависимости воздухопроницаемости от расхода воздуха и статического давления приведен ниже.
Но не смотря на все достоинства данного метода, у него имеются свои недостатки. Во-первых, из-за низкой скорости выхода воздуха через проницаемую ткань, не будет осуществляться достаточное перемешивание воздуха, что особенно критично для больших помещений. Во-вторых, проницаемая ткань является вторичным фильтром. Загрязнение материала будет постепенно ограничивать объем раздаваемого воздуха и, в отличие от перфорированного воздуховода, проницаемый материал будет нуждаться в стирке гораздо чаще.
​Рассмотрим воздухораспределение через проницаемую ткань на примере. Имеется охладитель с расходом воздуха 4000 м³/ч со свободным напором вентилятора 120 Па. Длина воздуховода составляет 10 метров.
Для начала необходимо подобрать диаметр воздуховода – для диаметра в 450 мм с расходом воздуха 4000 м³/ч начальная скорость в воздуховоде будет 7 м/с.
Выполним простой расчет площади ткани S = π · d · l = 3,14 · 0,45 · 10 = 14,13 м². Расход воздуха на 1 м² составляет: 4000 / 14,13 = 283,09 м³/(м²·ч). Зная расход воздуха и статическое давление, по графику воздухопроницаемости подбираем подходящую под наши требования ткань, а это материал с воздухопроницаемостью П1.
Ткань с характеристиками П1 обладает максимальными значениями воздухопроницаемости. В случае, если расход воздуха на 1 м² будет больше, раздаваться он не будет. Конечно можно увеличить диаметр или длину воздуховода, но это решение не всегда приемлемо. В таких случаях мы рекомендуем на воздуховод из проницаемой ткани добавить калиброванную перфорацию для распределения всего объёма воздуха.
Сетка (щели)
Данный способ раздачи предусматривает распределение объема воздуха через сегментные вставки сетки. Рекомендуется к применению для раздачи больших объемов воздуха – более 1500 м³/ч на погонный метр воздуховода.
Распределение воздуха через сеточные вставки
Воздух выходит через сетку с невысокой скоростью до 5 м/с, дальнобойность струи в зависимости от свободного напора вентилятора доходит до 5 метров. Сеточная вставка обычно располагается по всей длине воздуховода, ширина сегмента и угол для раздачи воздуха рассчитываются.
​Нити сетки изготавливаются из полиэстера с ПВХ-пропиткой или полимерного стекловолокна. Нить сетки обладает высокими прочностными характеристиками на разрыв и растяжение и имеет толщину от 0,2 до 0,7 мм. Сетки из стекловолокна не поддерживают горение. Цветовая гамма сетки ограничена белым, черным и серым цветом, другие цвета производятся под заказ.
Воздух выходит через сетку с невысокой скоростью до 5 м/с, дальнобойность струи в зависимости от свободного напора вентилятора доходит до 5 метров. Сеточная вставка обычно располагается по всей длине воздуховода, ширина сегмента и угол для раздачи воздуха рассчитываются.
​Нити сетки изготавливаются из полиэстера с ПВХ-пропиткой или полимерного стекловолокна. Нить сетки обладает высокими прочностными характеристиками на разрыв и растяжение и имеет толщину от 0,2 до 0,7 мм. Сетки из стекловолокна не поддерживают горение. Цветовая гамма сетки ограничена белым, черным и серым цветом, другие цвета производятся под заказ.
Для систем отопления воздух раздаётся через щелевидные сеточные вставки, расположенные ниже оси воздуховода. Тепло подается непосредственно в рабочую зону, а вытесняемый воздух поднимается наверх, при этом смешиваясь с подаваемым воздухом.
​Для систем вентиляции или охлаждения воздух распределяется через сеточные щели, расположенные выше горизонтальной оси воздуховода. Таким образом холодный воздух движется вдоль потолка, а затем опускается по стенам помещения в рабочую зону. Теплый воздух при этом поднимается вверх и смешивается с приточным воздухом на уровне воздуховода.
Частое применение воздуховоды с сеточными вставками нашли в хлебобулочном производстве (башнях охлаждения) для выравнивания уровня влажности мякиша и корки, чтобы избежать образования конденсата после упаковки.
Распределение воздуха через сеточные вставки
Комбинированные системы
При необходимости можно комбинировать различные методы воздухораспределения. Обычно совмещают низкоскоростную раздачу (микроперфорация или проницаемая ткань) с высокоскоростной (направленные струи). В качестве направленных струй можно использовать как различные диаметры перфорации, так и сопла.
​В системах вентиляции, при расположении рабочих мест и под воздуховодом, и в отдалении, применяется комбинированная система – сочетание отверстий различных диаметров, имеющих различные дальнобойности струй.
В системах охлаждения такой метод применяется, когда в помещении с низкими потолками рабочие места находятся непосредственно под воздуховодом. В этом случае небольшой объем охлажденного воздуха направляют в рабочие места через мелкую перфорацию, а основной объем раздают стандартным способом через перфорацию в верхнюю зону помещения.
 
В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»  одним из показателей, характеризующим микроклимат в помещении, является скорость движения воздуха в рабочей зоне.
Рабочая зона – это пространство высотой 2 м от пола при работе работника стоя или 1,5 м – при выполнении работы сидя.
Выше располагается верхняя зона помещения – зона под текстильным воздуховодом, где существует наибольший риск образования сквозняков, поскольку скорость воздуха слишком высока по сравнению с требованиями к микроклимату помещения.
Рабочая зона
Дальнобойность (длина приточной струи) – расстояние от выходного отверстия до точки, где скорость воздуха равна желаемой конечной скорости. Как правило, скорость в рабочей зоне принимается 0,25 м/с. Длина струи не является расчётной величиной и определяется эмпирическим путем. Стоит отметить, что дальнобойность в изотермических условиях, т.е. при отсутствии разницы между температурами подаваемого и окружающего воздуха, отличается от дальнобойности в неизотермических условиях. При наличии разницы температур (ΔT), расчеты скорости воздуха необходимо корректировать.
​Для получения оптимальной скорости воздуха в рабочей зоне необходимо подобрать подходящую систему воздухораспределения. Расчетными параметрами являются диаметр, количество и угол расположения перфорации. Они определяются исходя из статического давления, высоты расположения воздуховода и ширины рабочей зоны.