[ Zamknij ]

Nowe zasady dotyczące cookies
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na stronie Polityka Prywatności.


rejestracja

Nawiew powietrza do hal basenowych przez nawiewne szyny szczelinowe

Opublikowano: 30.07.2008

image

1. Wstęp
Klimatyzacja hali basenu wymaga odpowiedniej wymiany i dystrybucji powietrza, która jest kształtowana przez nawiew oraz wywiew. Efektywność występujących zjawisk związanych z przemieszczaniem oraz wymianą powietrza i ciepła bardziej zależy od nawiewu niż wywiewu. Ważnym elementem systemu klimatyzacyjnego jest także usytuowanie elementów nawiewu doprowadzających powietrze do hali basenowej. Elementy te powinny być umieszczone w okolicy niecki basenu przed przegrodami chłodnymi, którymi są okna, szklane drzwi zewnętrzne, czy ściany szczytowe.

Projektując sposób dystrybucji powietrza w hali basenu należy wykorzystywać w nawiewie konwekcyjny ruch powietrza z nad powierzchni posadzki, czy niecki basenu. Elementy nawiewu powinny być umieszczone tak, aby powietrze nawiewane było skierowane pionowo do góry wzdłuż powierzchni chłodnych przegród [1] tworząc kurtynę powietrzną pomiędzy chłodną przegrodą, a powietrzem hali basenowej. Powoduje to osuszanie przegrody oraz tworzy barierę między chłodną powierzchnią przegrody, a ciepłym powietrzem hali basenowej.

Dla zapewnienia wymaganej temperatury powietrza w hali basenowej, temperatura powietrza nawiewnego może wynosić nawet 48oC. Powietrze nawiewane, jako cieplejsze od powietrza hali basenowej o temperaturze 28 - 30oC, maksymalnie 32 oC w sposób naturalny unosi się do góry wzdłuż chłodnych powierzchni przegród. Wymuszany nawiew powietrza z nawiewów powinien powodować powolny, ale stały ruch powietrza w hali basenowej tak, aby każda część powietrza w hali była poruszona i wymieniona [2]. Umożliwia to wyrównanie parametrów, odbiór wilgoci i wymianę powietrza w całej kubaturze hali basenowej.

Skuteczny nawiew oraz dystrybucję powietrza zapewniają odpowiednio rozmieszczone w hali basenu nawiewne szyny szczelinowe. W zależności od ilości wpływającego powietrza stosowane są szyny z jedną (rys. 1), dwoma, trzema, czy z większa ilością szczelin [3]. W obiektach publicznych, ze względów bezpieczeństwa, szerokość pojedynczej szczeliny powinna być nie większa niż 8 mm [4]. W przypadku stosowania nawiewnych szyn szczelinowych z większą ilością szczelin, powinna to być wielokrotność maksymalnej szerokości 8 mm.

2. Badania
Celem wykonanych badań było dobranie optymalnej prędkości wylotowej powietrza ze szczeliny oraz odległości szczeliny nawiewnej szyny szczelinowej od powierzchni chłodnych przegród.

Badano:

- ciśnienia statyczne powietrza w szczelinie i skrzynce rozprężnej nawiewnej szyny szczelinowej,
- prędkość strumienia powietrza na zewnątrz w osi szczeliny w zakresie prędkości wylotowej ze szczeliny 2 do 10 m/s,
- rozkład prędkości strumienia powietrza na zewnątrz szczeliny dla prędkości wylotowej ze szczeliny 4 oraz 5 m/s.
Wykonano badania dla braku przegrody oraz przy zastosowaniu przegrody o wysokości 3 m i szerokości 1 m w odległości 20 oraz 40 cm od szczeliny.


 


Rys. 1. Nawiewna szyna szczelinowa o szerokości szczeliny 8 mm i skrzynce rozprężnej 40 x 88 mm.


Badania wykonano dla nawiewnej szyny szczelinowej:
- długości 1 m,
- szerokości szczeliny 8 mm,
- skrzynka rozprężna 40 x 88 mm.

3. Pomiary
W badanym zakresie prędkości wylotowej powietrza 2 - 10 m/s ciśnienie statyczne w szczelinie nawiewnej szyny szczelinowej (rys. 2) w przybliżeniu wzrasta liniowo w funkcji zmian prędkości wylotowej powietrza ze szczeliny. Natomiast ciśnienie statyczne w skrzynce rozprężnej nawiewnej szyny szczelinowej dla prędkości wylotowej powietrza ze szczeliny powyżej prędkości 5 m/s zaczyna ulegać zmianom nieliniowym spowodowanymi wzrostem oporu przepływu. Podobnie pomiary prędkości strumienia powietrza w osi na zewnątrz szczeliny nawiewnej szyny szczelinowej dla różnych wysokości od szczeliny w zależności od prędkości wylotowej powietrza (rys. 3) potwierdzają, że dla prędkości wylotowej powietrza do 5 m/s następuje prawie równomierny spadek prędkości strumienia powietrza w funkcji wysokości. Powyżej wartości 5 m/s charakterystyki ulegają zagęszczeniu co oznacza, że wraz ze wzrostem prędkości wylotowej powietrza ze szczeliny następuje wzrost oporów związanych z wypływem oraz przepływem w otaczającym szczelinę powietrzu. Dla prędkości wylotowych powietrza poniżej 4 m/s następuje gwałtowne zmniejszenie zasięgu wypływającego strumienia powietrza. Optymalna prędkość wylotowa powietrza dla badanego typu nawiewnej szyny szczelinowej wynosi 4 do 5 m/s. Dalsze pomiary wykonano dla prędkości wylotowej powietrza 4 oraz 5 m/s.

Wizualizację rozkładu prędkości strumienia powietrza na zewnątrz szczeliny w funkcji odległości od osi szczeliny dla różnych wysokości przy prędkości wylotowej powietrza ze szczeliny 4 m/s przedstawiono na rys. 4, a dla 5 m/s na rys. 5. Ze wzrostem wysokości następuje spadek prędkości strumienia powietrza oraz zwiększa się obszar oddziaływania strumienia w funkcji odległości od szczeliny. W osi szczeliny ze wzrostem prędkości wylotowej nawiewu następuje zwiększenie zasięgu strumienia powietrza.  Przy zmianie prędkości wylotowej nawiewu z 4 do 5 m/s następuje zmniejszenie hamowanie strumienia powietrza w osi szczeliny.

Wizualizację rozkładu prędkości strumienia powietrza w funkcji odległości od osi  szczeliny dla różnych wysokości i prędkości wylotowej powietrza ze szczeliny 4 oraz 5 m/s przy zastosowaniu przegrody w odległości 20 cm od szczeliny przedstawiono na rys. 6, dla  przegrody w  odległości 40 cm od szczeliny na rys. 7. W   obecności   przegrody   występuje niesymetryczny przepływ strumienia powietrza z odchyleniem pierwotnej osi w stronę przegrody. Występuje wyraźnie efekt przylegania strugi powietrza do przegrody. Maksymalne wartości prędkości przesuwają się od osi pierwotnej strumienia powietrza w stronę przegrody. Efekt ten znacznie się zwiększa dla prędkości wylotowej  5 m/s oraz przegrody w odległości 20 cm.  
 


 


Rys. 2. Rozkład ciśnień statycznych w szczelinie oraz skrzynce rozprężnej nawiewnej szyny szczelinowej w zależności od prędkości wylotowej powietrza ze szczeliny.


 


Rys. 3. Rozkład prędkości strumienia powietrza na zewnątrz w osi szczeliny dla prędkości wylotowej powietrza 2 – 10 m/s w zależności od wysokości od szczeliny.


 


Rys. 4. wizualizacja rozkładu prędkości strumienia powietrza na zewnątrz szczeliny dla różnych wysokości od szczeliny 10 – 120 cm, prędkości wylotowej powietrza 4 m/s w zależności od odległości od osi szczeliny.


 


Rys. 5. Wizualizacja rozkładu prędkości strumienia powietrza na zewnątrz szczeliny dla różnych wysokości od szczeliny 10 do 140 cm, prędkości wylotowej powietrza 5 m/s w zależności od odległości od osi szczeliny.


Rys. 6. Wizualizacja rozkładu prędkości strumienia powietrza na zewnątrz szczeliny dla różnych wysokości od szczeliny 10 do 120 cm, prędkości wylotowej powietrza 4 oraz 5 m/s, przegrody umieszczonej w odległości 20 cm od szczeliny w zależności od odległości od osi szczeliny.
   


Rys. 7. Wizualizacja rozkładu prędkości strumienia powietrza na zewnątrz szczeliny dla różnych wysokości od szczeliny 10 do 140 cm, prędkości wylotowej powietrza 4 oraz 5 m/s, przegrody umieszczonej w odległości 40 cm od szczeliny w zależności od odległości od osi szczeliny.
 


 


Rys. 8. Nawiewna szyna szczelinowa typ 2 x 8 mm umieszczona w posadzce w odległości 25 cm od przegrody – szklanych drzwi zewnętrznych.


 


Rys. 9. Nawiewna szyna szczelinowa typ 3 x 8 mm umieszczona w parapecie w odległości 20 cm od przegrody – okien zewnętrznych.

Zjawisko przylegania strumienia powietrza do przegrody jest wynikiem powstawania podciśnienia pomiędzy przegrodą, a strumieniem wypływającego powietrza  ze  szczeliny i maleje dla odległości  przegrody 40 cm od osi  szczeliny w stosunku do przegrody umieszczonej w odległości 20 cm.
Dla odległości 40 cm  wytworzona kurtyna powietrzna nie odbiera gromadzącej się wilgoci na przegrodzie. Nawiew powietrza z nawiewnej szyny szczelinowej umieszczonej w odległości 40 cm od przegrody jest mniej skuteczny w odbiorze wilgoci z przegrody niż w wypadku umieszczenia nawiewnej szyny szczelinowej w odległości 20 cm od przegrody.
Umieszczenie szczeliny w odległości większej niż 40 cm od przegrody zmniejsza  rolę  osuszającą  utworzonej  kurtyny  powietrznej  w odbiorze  wilgoci z  przegrody. Natomiast umieszczenie szczeliny w odległości mniejszej niż 20 cm  powoduje znaczny poślizg i przyleganie strumienia powietrza do przegrody, polepszenie  warunków  odbioru  wilgoci  z  przegrody, ale następuje wzrost strat ciepła na ogrzewanie przegrody. Odległość szczeliny od przegrody powinna wynosić 20 do 30 cm.
Przykłady zastosowania nawiewnych szyn szczelinowych umieszczonych w posadzce przedstawiono na rys. 8, a umieszczonych w parapecie na rys. 9.
    
4. Podsumowanie

Nawiew powietrza do hali basenowej powinien odbywać się przy pomocy nawiewnych szyn szczelinowych.
    Nawiewne szyny szczelinowe:
- należy stosować wszędzie tam, gdzie występują przegrody okienne i drzwiowe między powietrzem zewnętrznym, a halą basenu oraz ściany szczytowe o stosunkowo dużym współczynniku oddawania ciepła,
- zapewniają w halach basenowych efektywne, optymalne i równomierne rozprowadzenie powietrza oraz ciepła,
- należy projektować tak, aby prędkość wylotowa strumienia powietrza ze szczeliny wynosiła 4 do 5 m/s,
- należy instalować w odległości 20 do 30 cm od przegrody. Zalecana odległość osi szczeliny od przegrody wynosi 25 cm.
Zjawisko odchylenia kierunku strugi wypływającego powietrza z nawiewnej szyny szczelinowej w stronę przegrody oraz poślizgu i przylegania strumienia powietrza do istniejącej przegrody (efekt Coandy [6]) należy uwzględniać w czasie projektowania nawiewu powietrza do hali basenowej.
Zastosowanie nawiewnej szyny szczelinowej zbyt blisko przegrody spowoduje powstawanie strumienia przyściennego, który posiada zmniejszenie zdolności mieszania z otaczającym powietrzem, a więc i wymiany ciepła w hali basenowej oraz zwiększony zasięg strumienia w porównaniu ze swobodnym strumieniem powietrza. Poślizg i przyleganie strumienia powietrza wzdłuż chłodnej przegrody powoduje znaczne straty ciepła oraz niepotrzebne ogrzewanie przegrody.
Zastosowanie nawiewnej szyny szczelinowej zbyt daleko od przegrody spowoduje powstawanie strumienia swobodnego, a powstała kurtyna powietrzna nie spełni warunków odbioru wilgoci z przegrody w hali basenowej.
Dopuszczalne prędkości przepływu powietrza w strefie przebywania ludzi wynoszą 0,6 do 0,8 m/s. Prędkość wylotowa powietrza 4 do 5 m/s z nawiewnej szyny szczelinowej jest dużo większa od dopuszczalnych prędkości, które mogą występować w strefie przebywania ludzi w hali basenowej. Stąd też nawiewne szyny szczelinowe należy stosować w miejscach, które są trudno dostępne oraz mało uczęszczane przez użytkowników basenu. Są to miejsca wzdłuż zewnętrznych okien, drzwi, czy ścian szczytowych [7].


BIBLIOGRAFIA

[1] PRZYDRÓŻNY E, NAKONECZNY E., SOMPOLIŃSKI M.: Organizacja wymiany powietrza w basenach, II Sympozjum Naukowo – Techniczne, Instalacje Basenowe, Ustroń 1999
[2] GRÜNIGER E.: Klimat w hali basenowej, I Sympozjum Naukowo – Techniczne, Instalacje Basenowe, Ustroń 1997
[3] KATALOG: MENERGA® Apparatebau GmbH, D - 45473 Mülheim an der Ruhr, Gutenbergstraße 51, Niemcy
[4] KOLASZEWSKI A.: Nawiewne szyny szczelinowe w hali basenowej, III Sympozjum Naukowo – Techniczne, Instalacje Basenowe, Ustroń 2001
[5] SZYMAŃSKI T., WASILUK W.: Wentylacja użytkowa, MASTA, Gdańsk 1999
[6] KATZ P.: Der Coanda Effekt, Gesundheitz Ingenieur 94, Nr 6, 1973
[7] KOLASZEWSKI A., TARAS P.: Ogólne zasady sporządzania bilansu cieplnego oraz wymiarowania instalacji cieplnych w obiektach basenowych, II Sympozjum Naukowo – Techniczne, Instalacje Basenowe, Ustroń 1999


Autor: dr inż. Andrzej Kołaszewski    



Katalog firm

  • Clima Gold Sp. z o.o.

    Clima Gold -jesteśmy polską firmą, produkującą nowoczesne i energooszczędne c…
    Clima Gold Sp. z o.o.
  • Calorex

    Calorex -zajmujemy się projektowaniem i produkcją urządzeń do klimatyzacji ha…
    Calorex
  • Bartosz

    Firma została założona w 1990 roku na bazie wyłącznie polskiego kapitału. Poc…
    Bartosz