Nasada wentylacyjna ZeFir-150

W związku z szeroko rozpowszechnionym systemem prowadzenia wentylacji grawitacyjnej w oparciu o pustaki wentylacyjno-dymowe typ P, zachodzi konieczność stworzenia nasady zabezpieczającej kanał wentylacyjny przed nawiewaniem powietrza.

Nasada Zefir-150 ma zmodyfikowany kształt i wymiary pasujące do wariantów jednorzędowego i dwurzędowego komina wentylacji grawitacyjnej. Firma Uniwersal przeprowadziła badania tych wywietrzników w różnych sytuacjach montażowych. Nasada wentylacyjna ZeFir-150 to urządzenie całkowicie zabezpieczające kanał wentylacyjny przed nawiewaniem powietrza zewnętrznego oraz przedostawaniem się do kanału wentylacyjnego wody deszczowej. Wykonane są z laminatu poliestrowo-szklanego barwionego na dowolny kolor. Wymiary podstaw i wywietrzników są dopasowane do standardowych wymiarów kominów wentylacyjnych występujących wewnątrz pustaków wentylacyjnych.

Badania efektywności pracy wywietrzników systemowych

Z uwagi na zmianę materiału i sposobu produkcji nasad wentylacyjnych ZeFir-150 firma Uniwersal przeprowadziła badania tych wywietrzników w różnych sytuacjach montażowych. Między innymi przedstawiono badania wywietrzników dachowych typu ZeFir-150, zamontowanych na zwieńczeniu dachowym, w układzie 4-rzędowym. Pytanie, które badający postawili przed sobą wykonując takie pomiary, wiązało się z wątpliwością, czy tak gęsto ustawione wywietrzniki pracują poprawnie, a jeżeli nie, co zrobić, by ich pracę poprawić? Badania efektywności wykorzystania siły wiatru przeprowadzono zgodnie z francuską normą P50-413 pt. „Przewody wentylacji naturalnej i przewody dymowe”. W zależności od prędkości i kąta padania wiatru, wywietrznik wytwarza większe lub mniejsze podciśnienie. To podciśnienie warunkuje ilość przepływającego powietrza przez wywietrznik, a tym samym ilość odciąganego powietrza z instalacji (pomieszczenia). Na ilość odciąganego powietrza przez wywietrznik ma wpływ również jego własny opór, przedstawiany za pomocą współczynnika x. W zależności od prędkości czynnika odciąganego w kanale, podciśnienie dyspozycyjne wywietrznika, pozwalające efektywnie wykorzystać siłę wiatru, zmienia się. Im wyższa prędkość czynnika, tym podciśnienie dyspozycyjne mniejsze, a tym samym, siła wywietrznika mniejsza.

Istnieją zatem trzy podstawowe parametry charakteryzujące wywietrznik:

• podciśnienie w zależności od prędkości wiatru,
• współczynnik oporu,
• podciśnienie w zależności od prędkości czynnika w kanale i prędkości wiatru.

Te trzy parametry charakteryzuje, definiuje i określa sposób pomiaru cytowana wcześniej norma. Współczynnikiem C_b norma określa stosunek podciśnienia wywietrznika, bez przepływu w kanale, do ciśnienia dynamicznego wiatru, współczynnikiem x określa stosunek straty ciśnienia wywietrznika do ciśnienia dynamicznego przepływającego czynnika w kanale, a współczynnikiem C_w określa stosunek podciśnienia wywietrznika, przy przepływie w kanale, do ciśnienia dynamicznego wiatru. Za pomocą tych parametrów można porównywać między sobą wywietrzniki. Im wartość C_b i C_w są wyższe, a x jest mniejsze, tym wywietrznik jest lepszy.

Opis badań

Zaprojektowano i wykonano stanowisko do badania wywietrzników, w którym do symulacji ruchu powietrza zastosowano wentylator promieniowy, z tyrystorową regulacją obrotów, co umożliwia płynną regulację prędkości wiatru w kanale symulacyjnym. Celem wyrównania strugi w kanale zabudowano dwie kratki wyrównawcze, a na wylocie zastosowano dyszę zwężającą. Na tej dyszy rozpięto siatkę, z cienkiego drutu, dla ułatwienia dokładnego sondowania rozkładu prędkości na całym przekroju. Celem badania podciśnienia wywietrznika, z przepływem w kanale i wietrze omywającym wywietrznik oraz strat wywietrznika, zbudowano kanał pomocniczy z wentylatorem nadmuchowym, który również miał płynną regulację obrotów. Za pomocą tego wentylatora nadmuchiwano powietrze do wywietrznika i mierzono wielkość podciśnienia, przy zerowym ustawieniu wywietrznika do wektora prędkości wiatru oraz mierzono straty wywietrznika przy „wyłączonym” wietrze. Prędkości w kanale mierzono, sondując ciśnienie za pomocą rurki Prandtla, a wielkości podciśnienia odczytywano z otworów impulsowych wykonanych w kanale i podłączonych do zbiornika wyrównawczego. Do odczytu ciśnienia stosowano mikromanometr bateryjny. Parametry otoczenia mierzono elektronicznym termometrem i higroskopem. Ciśnienie otoczenia mierzono barometrem. Zmierzone wartości zostały przeliczone, w opracowanym specjalnie programem komputerowym, na wartości porównawcze C_b. W oparciu o te wartości opracowano zależności C_b = f (kąta wiatru).

Sposób obliczenia podciśnienia wywietrznika

Dane: prędkość wiatru, prędkość w kanale kominowym, średnica kanału.

Obliczenia: do średnicy kanału należy dobrać typ wywietrznika. Następnie dla założonej prędkości wiatru i prędkości w kanale należy wykonać następujące obliczenia: z wykresu C_w = f(C_k) dla założonej prędkości C_k należy odczytać wartość C_w. Podciśnienie wytwarzane przez wywietrznik wylicza się następująco: P_wst = C_w • ρ • w²/2, gdzie: w – prędkość wiatru, ρ – gęstość powietrza, C_k – prędkość w kanale. Jeżeli wyliczone podciśnienie jest niewystarczające do pokonania oporów instalacji, to należy przyjąć inny typ wywietrznika lub zmienić wymiary instalacji i ponownie wykonać obliczenia.

Wykres C_b = f (kąta padania wiatru) informuje, w jakim zakresie zmienia się podciśnienie wywietrznika od kierunku wiatru. Wartości ujemne kątów na wykresie odnoszą się do ustawienia wywietrznika pod wiatr, a dodatnie kąty odnoszą się do ustawienia wywietrznika za wiatrem. Wartość tego podciśnienia oblicza się następująco: P_bst = C_b • ρ • w²/2, gdzie: wartość C_b odczytuje się z wykresów dla przyjętego kąta padanie wiatru na wywietrznik.

Wnioski z badań

Na podstawie wyników pomiarów określono wartości współczynnika efektywności wywietrznika C_b, który przedstawiono w postaci wykresu słupkowego (rys. 1 ). Widać wyraźnie, że najlepiej pracują rzędy skrajne wywietrzników, natomiast wyraźne zakłócenia pojawiają się w rzędach wewnętrznych. Tym samym wykonano pomiar drugi, w którym rzędy wewnętrzne podniesiono do góry tak, aby czynna część żaluzji znalazła się ponad zwieńczeniem skrajnych wywietrzników. Widać tu (rys. 2 ), porównując z jednopoziomowym montażem wywietrzników dużą poprawę w efektywności pracy tych wywietrzników.

Podsumowując nie zaleca sie montować wywietrzników grawitacyjnych Zefir-150 w układach multirzędowych w przypadkach, gdy tych rzędów jest więcej niż 2. Jednakże, gdy możliwości instalacyjne w istniejącym już budynku, gdzie kanały wentylacyjne zostały tak poprowadzone, nie pozwalają inaczej, należy wówczas podnieść środkowe rzędy do góry o co najmniej wysokość części dyfuzorowej, tak aby żaluzja wywietrznika wewnętrznego wystawała ponad zwieńczenie wywietrzników skrajnorzędowych

Autor: Krzysztof Nowak

Źródło: Instal Reporter 11/2013