Тканевые воздуховоды

R. Catiglioni

 

Применение тканевых воздуховодов дает возможность найти чрезвычайно экономичное решение для многих проблем, возникающих в воздухораспределительных системах на предприятиях сферы обслуживания, в промышленных зданиях, в т. ч. на объектах большой площади. Немаловажным является и то обстоятельство, что такие конструкции легко можно демонтировать для очистки и дезинфекции.

Тканевые воздуховоды начали применяться в Европе около двадцати лет назад как ответ на специфические требования пищевой промышленности, в частности, мясоперерабатывающей, где скорость движения воздуха в помещениях должна быть очень невысокой.

Новая идея неплохо себя зарекомендовала и довольно скоро получила дальнейшее развитие - на ее основе была разработана широкая номенклатура тканевых воздуховодов, которые успешно использовались в различных отраслях - от предприятий торговли и сферы обслуживания до промышленных объектов. Принцип действия тканевых воздуховодов (которые могут быть полукруглой или круглой формы) сходен с принципом работы воздухораспределительных диффузоров.

Рисунок 1. Течение воздушного потока в круглых тканевых воздуховодах в зависимости от перепада температур приточного воздуха и воздуха помещения: 1. Перепад в пределах от 0 до -2 °С. Скорость на выходе не выше 0,1 м/с. Зона действия струи приточного воздуха около 4 калибров воздуховода. 2. Перепад в пределах от -2 до -5 °С. Скорость движения не выше 0,08 м/с. Зона действия струи приточного воздуха около 2 калибров воздуховода. Применяются главным образом на промышленных объектах. 3. Перепад свыше -5 °С, при этом образуется ниспадающий приточный "фонтан". Зона действия струи приточного воздуха не превышает диаметра воздуховода

Сегодня на рынке тканевые воздуховоды, независимо от формы, предлагаются в следующих исполнениях (рис. 2, 8):

- воздухопроницаемое полотно, через которое воздух свободно "просачивается" по всей поверхности воздуховода;

- воздухонепроницаемое полотно, откуда воздух с определенной скоростью выходит через перфорацию, наносимую на полотно в процессе изготовления либо через специальные сопла.

В обоих случаях воздуховод исполняет роль большого приточного короба, где для получения расчетных объемов и характеристик воздуха достаточно обеспечить необходимое давление воздуха.

Рисунок 2. Три принципа распределения воздуха через тканевые воздуховоды: 1) через небольшие отверстия (перфорацию), обеспечивающие однородный воздушный поток; 2) через сопла дальнего радиуса действия; 3) через пористость самого полотна воздуховода, позволяющую удерживать скорость движения воздуха ниже 0,15 м/с

Еще одно немаловажное преимущество тканевых воздуховодов - простота их проектирования: проектировщику нужно рассчитать и сбалансировать только общие участки, которые выполняются из листовой стали, рассчитываются и монтируются традиционным способом.

Поскольку рабочие зазоры прохождения воздуха между внутренней и наружной поверхностями воздуховода достаточно малы, одним из важнейших факторов, который необходимо учитывать при расчете систем такого типа, является система фильтрации (см. врезку "Гигиеничность тканевых воздуховодов"). Иначе внутренняя полость воздуховода довольно быстро может засориться.

Рисунок 3. Тканевые воздуховоды в помещении крытого зимнего стадиона с ледовой дорожкой

Среди очевидных преимуществ тканевых воздуховодов можно выделить следующие:

- Кратчайшие сроки и простота установки: в зависимости от конструкции и формы воздуховода (круглой или полукруглой) под перекрытием натягивается стальной оцинкованный канат либо прокладываются две металлические штанги, к которым воздуховод подвешивается как обыкновенная сдвижная портьера (рис. 3).

- Легкость конструкции: постоянный удельный вес тканевых воздуховодов составляет 250 г на м² площади, и по этому параметру они сопоставимы с пластмассовыми, тогда как удельный вес металлоконструкций гораздо выше: 8 000 г на м² площади на каждый мм толщины.

Упрощенный расчет воздухораспределительной системы: по сути тканевый воздуховод есть не что иное, как один большой распределительный терминал (хотя некоторые особенности все же имеются и здесь - см. врезку "Базовые параметры для расчета воздухораспределительной системы на основе тканевых воздуховодов").

- Низкая стоимость доставки воздуховодов: в отличие от металлических и пластмассовых конструкций тканевые воздуховоды в силу малой толщины и мягкости материала складываются и упаковываются в обычные коробки. Из-за этого стоимость их доставки по сравнению с металлическими или пластмассовыми конструкциями почти на 90 % ниже, она значительно ниже даже в том случае, если система поставляется в разобранном виде и собирается непосредственно на объекте.

- Гигиеничность: возможность быстрой сборки и разборки существенно облегчает уход и обслуживание за такими воздуховодами, в частности, их очистку и дезинфекцию, что делает их идеальным решением для всех участков, где чистота и стерильность являются обязательным условием, например, на предприятиях пищевой и фармацевтической промышленности (рис. 4).

Рисунок 4. Тканевые воздуховоды в фармацевтическом цехе

Гигиеничность тканевых воздуховодов

В отсутствие эффективной фильтрации тканевые воздуховоды - особенно те, которые изготовлены из воздухопроницаемого полотна, - довольно быстро засоряются, поскольку фильтром в этом случае выступает сама ткань полотна воздуховода. Загрязнение внутренней поверхности воздуховода приводит к повышению давления в системе, что в свою очередь становится причиной сокращения производительности и уменьшения радиуса распределения воздуха. В этом случае воздуховод необходимо очистить. Следует также учитывать, что недостаточно эффективная фильтрация воздуха отрицательно сказывается в том числе и на работе воздухораспределительной системы, поскольку загрязняются теплообменники и канальные температурные датчики, из-за чего нарушается точность всей системы управления. По этим соображениям изготовители тканевых воздуховодов - если объект не относится к особому классу чистоты - рекомендуют устанавливать узлы воздухоподготовки, оборудованные фильтром предварительной очистки типа EU-5 и основным фильтром EU-7, а лучше EU-8/9. Для увеличения интервалов между очисткой воздуховодов рекомендуется использовать фильтры предварительной очистки роторного типа, а также фильтры большой площади (например, мешочные), способные накапливать большие объемы пыли.

Круглые тканевые воздуховоды из воздухопроницаемого полотна

Тканевые воздуховоды данного типа распределяют воздух по всей своей поверхности и при равных диаметрах отличаются от других воздуховодов существенно большей удельной производительностью. По этой причине, а также поскольку нет определенной траектории движения воздуха, воздуховоды данного типа рекомендуются для тех объектов, где внутренняя планировка может варьироваться. К примеру, их предпочтительно устанавливать на промышленных объектах, где не требуется высокая скорость воздуха и оборудование может менять свое местоположение.

Как и все тканевые воздуховоды, воздуховоды описываемого типа имеют армированный "воротник", который специальным хомутом соединяется с патрубком воздухораспределительной системы. Сама система монтируется вдоль стального каната, к которому она подвешивается посредством пластмассовых крючков, закрепленных на воздуховоде по одной линии через равные промежутки.

Рисунок 5. Круглый воздуховод из воздухонепроницаемого полотна

Рисунок 6. Круглый тканевый воздуховод из воздухонепроницаемого полотна с соплами дальнего радиуса действия. Используется, как правило, на промышленных объектах

При таком способе крепления при отключении подачи воздуха тканевые воздуховоды как бы "сдуваются", что делает их мало эстетичными и в силу этого неприемлемыми для определенных объектов. Воздуховоды данного типа распределяют воздух в круговом направлении (360°) и чтобы распределение воздуха происходило в соответствии с расчетными параметрами, между верхней поверхностью воздуховода и потолочным перекрытием обязательно оставляют минимальный рабочий зазор, кстати, иногда величину этого зазора указывает сам производитель - она определяется главным образом диаметром воздуховода и производительностью на единицу площади.

Базовые параметры для расчета воздухораспределительной системы на основе тканевых воздуховодов

Наиболее важные параметры расчета воздухораспределительной системы на основе тканевых воздуховодов: - Высота перекрытия - вкупе с производительностью и радиусом действия она определяет выбор типа воздуховода. - Перепад температур (разница между температурой воздуха в помещении и температурой приточного воздуха) с учетом нагрузки в летний период: на его основе определяется значение перепада температур в зимний период с учетом нагрузки на отопление. Значение перепада температур в зимний период служит также для того, чтобы определить, в состоянии ли выбранная система обеспечить в зимний период необходимое воздухораспределение (рис. 1). Возможен расчет в обратном порядке. - Геометрия участка (объекта) - его высота, ширина, глубина: служит для определения типа воздуховодов и требуемой протяженности сети воздуховодов, а также возможного наличия препятствий на предполагаемой траектории движения воздуха. - Расположение и число воздухозаборных решеток: во избежание образования сквозных воздушных течений воздухозаборных решеток должно быть как можно больше, они должны быть равноудаленными и располагаться в верхнем и среднем уровнях помещения. - Базовый диаметр воздуховодов, их количество, производительность - эти параметры являются взаимозависимыми. Минимально допустимое число используемых воздуховодов должно обеспечивать равномерное распределение воздуха, при том что диаметр таких воздуховодов не будет слишком большим. - Скорость движения воздуха в рабочей зоне: если объект не относится к особому типу, рабочей считается зона высотой 1 800 мм от пола. Комфортной в такой зоне считается скорость движения воздуха в диапазоне от 0,15 до 0,20 м/с. Другие значения определяются в соответствии с особенностями конкретного объекта. Как правило, такие воздуховоды выпускаются в стандартном исполнении - сплошной полотняной трубой диаметром от 100 до 1 600 мм. Трубу нарезают на фрагменты, соединяемые застежкой-молнией, что значительно упрощает монтаж и обслуживание. Для изготовления воздуховодов данного типа используются полиэфирные либо хлопковые волокна различных цветов. Круглый воздуховод из воздухопроницаемого волокна имеет следующие базовые параметры: - средний удельный вес - 250 г/м2; - удельная производительность при внутреннем давлении 125 Па - от 30 до 150 л/с на м2.

Полукруглые тканевые воздуховоды из воздухопроницаемого полотна

По сути, воздуховод данного типа - это условно круглый канал, рассеченный посередине пополам. Верхняя плоскость воздуховода выполняется из воздухонепроницаемого материала. Канал распределяет воздух в сегменте 180° и, следовательно, своей плоской стороной крепится непосредственно к потолку. Полукруглый сегмент выполняется из тех же воздухопроницаемых материалов, что и аналогичные круглые воздуховоды, а верхняя плоскость - из воздухонепроницаемого полотна, например из волокна Trevira/Poliester. Воздуховод подвешивается к направляющим штангам, закрепленным на потолке. Подсоединение к главной воздухораспределительной системе аналогично подсоединению круглых воздуховодов. В силу особой формы и способа крепления к потолочному перекрытию воздуховоды такого типа сохраняют свою форму, даже когда внутри них нулевое давление (рис. 7). И потому их вполне можно использовать на непромышленных объектах. Воздуховоды данного типа выпускаются сплошной полотняной трубой диаметром от 200 до 1 600 мм, их нарезают на фрагменты, соединяемые между собой застежкой-молнией.

Полукруглый воздуховод из воздухопроницаемого полотна имеет следующие базовые параметры:

- средний удельный вес - 250 г/м²;

- средний удельный вес верхней плоскости - 280 г/м²;

- удельная производительность при внутреннем давлении 125 Па - от 30 до 150 л/с на м².

Рисунок 7. Пример установки полукруглого тканевого воздуховода из воздухопроницаемого полотна с крепежом непосредственно к потолочному перекрытию. Воздуховод сохраняет форму, даже когда система выключена и давление воздуха нулевое. Основные характеристики тканевых воздуховодов различных типов

Рисунок 8. Воздухораспределительная система на основе тканевых воздуховодов предусматривает подачу больших объемов воздуха через перфорацию в нижней части воздуховода и равномерное "просачивание" воздуха через ткань воздуховода по всей остальной поверхности. Таким образом, основная воздушная масса подается непосредственно в расчетную рабочую зону, а остаточная распределяется по всему остальному объему. Рекомендуется для таких объектов, как, например, крытые бассейны и пр.

Круглые и полукруглые тканевые воздуховоды из воздухонепроницаемого полотна с перфорацией

Это, как правило, воздуховоды круглого сечения, в которых имеются небольшие отверстия (перфорация), через которые с высокой скоростью подается воздух, либо это воздуховоды с соплами, расположенными в два ряда (рис. 5, 6). В любом случае принцип распределения воздуха здесь не рассредоточенный, а струйный, поскольку высокая скорость подачи создает эффект эжекции, в силу которого воздух в помещении перемешивается с приточным воздухом. Хотя такие системы рекомендуются для помещений с высокими перекрытиями (не менее 4 м), в особых случаях их можно использовать и для участков с более низкими потолками. Диаметр таких воздуховодов - от 100 до 1 600 мм, их длина практически не имеет ограничений. Соединение фрагментов осуществляется посредством все той же застежки-молнии. Особенностью воздуховодов данного типа является то, что "полоса" перфорации может фактически соприкасаться с потолком. В остальном их установка производится аналогично круглым воздуховодам из воздухопроницаемого полотна. Так же как и они, такие воздуховоды теряют форму при отключении подачи воздуха. Для изготовления воздуховодов данного типа чаще всего используется волокно Trevira/Poliester разных цветов. Тканевые воздуховоды из воздухонепроницаемого полотна с перфорацией выпускаются также в полукруглом исполнении диаметром от 200 до 1 600 мм.

Таблица (смотреть) Основные характеристики тканевых воздуховодов различных типов

Воздуховоды данного типа имеют следующие базовые параметры:

- средний удельный вес круглого и полукруглого сегмента - 240-280 г/м²;

- средний удельный вес верхней плоскости полукруглых воздуховодов - 280 г/м²; - удельная производительность при внутреннем давлении 125 Па - от 30 до 30 л/с на м².

В таблице приведены основные характеристики различных типов тканевых воздуховодов.

 

Перепечатано с сокращениями из журнала "Costruire Impianti".

Перевод с итальянского С. Н. Булекова.

Научное редактирование выполнено А. Л. Наумовым, вице-президентом НП "АВОК", тел. (095) 482-38-10