REPUS lågimpulsdon. Projektering

Transkript

1 REPUS lågimpulsdon Deplacerande ventilation Undanträngande ventilation är den äldsta ventilationsprincipen och kan åstadkommas utan fläktar. Luftrörelserna uppkommer av densitetsskillnaden mellan tilluft och rumsluft. Exempelvis användes denna princip i gjuterier och smedjor där man lät uteluften strömma in genom öppningar i markplan så att rök och stoft strömmade ut genom öppningar i taket. Detta fungerade bra så länge det inte blåste och utetemperaturen var lämplig. Deplacerande ventilation har också använts sedan länge vid de tillfällen då stora krav på luftkvalitet ställs. Exempel på detta är rena rum, operationsrum och sprutboxar. Sedan mitten av 70-talet har deplacerande ventilation börjat användas i allt större omfattning. Principen används i alla sammanhang där man har behov av ventilation. Det ökande användandet sammanhänger med att deplacerande ventilation har många fördelar. Ventilationen blir effektivare vilket innebär att luftkvaliteten ofta blir bättre än med omblandande vid samma luftflöde. Temperaturen blir lägre i vistelsezonen varför kylbehov minskar. Risker för drag minskar beroende på att principen bygger på att utloppshastigheten vid donen är låg, m/s. Tilluftsflödet är lågturbulent (nästan laminärt) vilket också ger mindre risk för drag. Denna ventilationsprincip är okänslig för hinder, pelare, bokhyllor etc. I praktiken har det visat sig att klagomål beträffande drag i lokaler med lågimpulsdon är mycket få. Kolvventilation En variant på deplacerande ventilation är s.k. kolvventilation. Denna princip utnyttjas i rena rum, skjutbanor, sprutboxar etc. Med denna princip utnyttjas inte den termiska stigkraften utan en till riktning och hastighet kontrollerad luftström, vilken transporterar luftföroreningar till frånluften. För att systemet skall vara stabilt bör lufthastigheten ej understiga 0,1 m/s. En variant av kolvventilation - s.k. platsorienterad ventilation - har framgångsrikt utnyttjats i industrin. Exempel är tryckerier, gjuterier och laboratorier där tilluftsdon placeras horisontellt ovanför arbetsplatserna. Principen är lämplig i lokaler med fasta arbetsplatser. Finns det praktiska nackdelar med deplacerande ventilation? Den erforderliga golvytan är normalt mycket liten och i praktiken hittar man alltid en lämplig plats som inte kan utnyttjas för andra ändamål eller där placeringen inte stör övrig verksamhet. Det kan vara intill en dörr, ett hörn i rummet eller mot en pelare. Donen kan monteras i tak, vägg eller golv. En annan invändning som ibland förekommer är att deplacerande ventilation kostar väsentligt mer. En korrekt kostnadsjämförelse, som bör omfatta hela systemet, visar att man reducerar den totala kostnaden genom att exempelvis reducera luftflödet. Det vanligaste är dock att man behåller luftflöden i de fall man konverterar ett omblandande system till ett deplacerande. Man erhåller istället en väsentligt bättre och effektivare ventilation och en bättre termisk komfort. Om man betänker varför man ventilerar en lokal borde det inte vara svårt att argumentera för att välja den effektivaste principen Vi förbehåller oss rätt till ändringar. 1

2 REPUS pend pat 60 REPUS REPUS-dysa lågimpulsdon REPUS lågimpulsdon med dysor. Vi använder en princip som visat sig ge stora fördelar jämfört med konkurrerande don. Luften fördelas och riktas med hjälp av en luftfördelare med dysor. Dysorna är utformade så att utloppshastigheten blir densamma genom alla dysor oberoende av flödet i donet. Luften riktas också vinkelrätt mot fronten vilket ger korta närzoner och en symmetrisk luftfördelning som är viktig då ex.vis donet placeras för anslutning i botten. Efter det att flödet delats upp i ett stort antal lika stora delflöden får det passera en perforerad frontplåt. Denna jämnar ut luftflödet och den valda perforeringen ger 0% inblandning av rumsluft. REPUS-dysa med aluminiumskena NYHETER REPUS har även ett par nya patenterade och patentsökta principer för att åstadkomma god luftfördelning och korta närzoner. 1. Don med den större R60-dysan monterad kan förses med en luftriktare. Därmed får donen en omställbar spridningbild.. En ny metod är att kombinera REPUS-dysor med aluminiumskenor istället för perforerad plåt. Luften strömmar ut via vertikala spalter så att motriktade luftstrålar parallella med fronten bildas. Detta ger något högre induktion av rumsluft än med perforerad plåt. Dessutom erhålles don med en unik design som speciellt uppskattas i känsliga äldre miljöer. Ur hygienisk synpunkt är donen enkelt rengörbara.. Den senaste utvecklingen då det gäller REPUS-dysor är X-serien. RE- PUS X-dysorna monteras direkt bakom fronten och kan enkelt skjutas i sidled varigenom luftriktningen enkelt kan ändras. Fronten har horisontella slitsformade hål. (Grupper med 1 st slitsar x mm med 0-0 mm operforerade fält runt om.) REPUS X-dysan är konstruerad som 1 st smådysor som ger lika mycket luft i varje spaltöppning. Denna konstruktion ger högre induktion av rumsluft. Don med REPUS-X dysor kan eventuellt kompletterade med aluminiumskenor, lämpar sig i första hand för komfortventilation och ger en utjämning av temperaturgradienten i vistelsezonen. Induktion Don av filtertyp ger ingen eller ringa impuls på tilluften. Detta i kombination med stor gradient ger stor fallhastighet. REPUS don med stor induktion ger väsentligt lägre fallhastighet och därmed lägre lufthastighet vid golvnivå. Den horisontella luftriktningen från dysorna är också viktig. (Flertalet don med andra luftfördelningsprinciper har en snett nedåtriktad luftriktning vilket ökar lufthastigheten i golvnivå). Lågimpulsdon med REPUS dysor har vid jämförande tester visat bättre egenskaper än don med andra luftfördelningsprinciper bl a gäller det närzonen samt förmågan att klara av att tillföra undertempererad luft. De är även okänsliga för igensättningar vilket gör donen underhållsfria. Injustering För noggrann injustering av luftflödet finns ett mätuttag. Det mättryck som erhålles är högre än totaltrycket vilket ger hög mätnoggrannhet. Injusteringsdiagram kan rekvireras från REPUS. REPUS X-dysa

3 REPUS lågimpulsdon Ljud För att undvika ogynnsamma strömningar i donets inlopp bör det vara en raksträcka på minst x diametern före donets anslutning. I annat fall finns risk för störande ljudnivå. Beräkning av erforderligt luftflöde Många gånger är det svårt att erhålla alla nödvändiga data angående maskiner, produktion, driftbetingelser etc. för att kunna göra en noggrann beräkning av erforderliga luftflöden. Vid dessa tillfällen används ofta erfarenhetsvärden från liknande anläggningar. (Luftflödets storlek anges ofta i antalet luftväxlingar per timme eller luftflöde per m golvyta.) Då det gäller en befintlig lokal med exempelvis uppmätta luftföroreningshalter finns ett underlag för en noggrann analys. Vid för höga luftföroreningshalter föreslås ofta en ökning av luftflödet. Ett bättre val är att byta ut don av omblandande typ mot don för deplacerande ventilation varvid luftföroreningshalterna i vistelsezonen ofta reduceras med minst 0%. Normer och anvisningar I många fall finns normer för minsta acceptabla luftflöde per m eller luftomsättning. Detta gäller olika typer av publika lokaler, kontor, skolor, sjukhus, samlingssalar etc. I dessa fall finns regler för beräkning av luftflöden. För vissa farligare ämnen finns gränsvärden som anger maximal tillåten koncentration i andningsluften. Om den alstrade mängden föroreningar (m) per tidsenhet är känd, samt det hygieniska gränsvärdet (H) för det aktuella ämnet så kan det erforderliga luftflödet (Q) bestämmas. m = (mg/s) H = (mg/m ) l/s per m Antal luftväxlingar per timme. Q = m H Detta gäller vid fullständig omblandning samt att förorenings-alstringen är jämnt fördelad. För vissa ämnen måste luftflödet dimensioneras för den maximala föroreningsalstringen under 1 minuter. Vid en annan noggrannare dimensionering av luftflödet måste föroreningshalten i tilluften, ventilationens effektivitet samt eventuella punktutsugs effektivitet tas med i beräkningen. Dessutom bör en önskvärd säkerhetsfaktor fastställas. Normalt dimensioneras ventilationen för en viss koncentration i vistelsezonen (C r ) eller en viss koncentration vid arbetsplatsen (C o ). Vid omblandande ventilation är C r och C o lika med koncentrationen i frånluften (C f ). Vid deplacerande ventilation utnyttjas de termiska stigkrafterna för att transportera luftföroreningarna ovanför vistelsezonen. I detta fall blir C r och C o väsentligt mindre än C f C r C o C f = C r = C o C o C f > C o C f > C r C r C f

4 REPUS lågimpulsdon ε p = C f - C t C r - C t 100% Rätt dimensionerat luftflöde ger värden som är -7% av vad som erhålles med omblandande ventilation vid samma flöde. Begreppet ventilationseffektivitet är ett uttryck för hur effektivt ventilationsluften utnyttjas. Ventilationseffektiviteten kan beskrivas. Lokalt luftkvalitetindex ε p. (För omblandande ventilation kan ε p maximalt bli 1.) Z b Z p R α = Om övertempererad luft tillförs finns stor risk för att ventilationseffektivitet blir mindre. För deplacerande ventilation kan e p bli betydligt större än 100%. För att säkerställa en god ventilationseffektivitet skall tilluftstemperaturen alltid vara något lägre än rumstemperaturen vilket normalt alltid är fallet, under arbetstid. Vintertid kan transmissionsförlusten vara större än den interna värmealstringen i lokalen. Underskottet bör då täckas med värmare och ej med övertempererad tilluft. Förutom att tilluftstemperaturen skall vara rätt måste även tilluftsflödet vara rätt dimensionerat. Tilluftsflödet bör vara så stort att det kan ersätta alla konvektiva flöden från värmekällan till en nivå ca meter över golv. Beräkning av konvektionsflöden De två föregående metoderna är de hittills vanligaste. En metod som utvecklats för deplacerande ventilation är att konvektionsflöden i lokalen bestäms. Ett antal empiriska formler finns för beräkning av konvektionsströmmar. Höjden på den rena zonen bestäms. För cellkontor exempelvis 1,8 meter och för industri, meter. Konvektionsflöde från punktkälla 1/ Q = x P k x z / (l/s) 1/ (Q = 198 x P k x z / (m /h)) Pk = konvektionsandel (watt) Z = Z p + Z b polavstånd. Förenklad metod En genomgång av ett antal beräknade konvektionsflöden samt erfarenheter från anläggningar i drift visar att konvektionsflödet ofta kan uppskattas enligt nedanstående enkla formel. Q = P/10 (m /s) P = (kw) Där P är den totala effekten av olika värmekällor i lokalen som förorsakar konvektionsströmmar (personer, belysning, maskiner). Högt belägna värmekällor alstrar konvektionsströmmar i endast ringa grad (indirekt via strålningutbyte med omgivande ytor).

5 REPUS lågimpulsdon Beräkning av temperaturgradient Vid deplacerande ventilation uppkommer, p.g.a. konvektionsströmmar, en temperaturgradient mellan golvnivå och taknivå. Av komfortskäl bör temperaturskillnaden i höjdled den s.k. temperaturgradienten ej överstiga - C per meter vid stillasittande arbete. t Temperaturgradienten bestäms bl a av tilluftstemperaturen, den i rummet tillförda nettoeffekten samt det aktuella donets egenskaper. Figuren visar temperaturprofilen för ett REPUS lågimpulsdon vid placering på golv. t f t t = tilluftstemperatur t f = frånluftstemperatur 't = önskad temp - golvtemp t = golvtemp - tilluftstemp H = rumshöjd h = höjd vid önskad temperatur t h = önskad temp. vid höjd h h H t h t t "t 't P.g.a. induktion av rumsluft kommer temperaturen vid golvnivå att vara högre än tilluftstemperaturen. Förhållandet mellan t och 't beror på rumshöjden. För rumshöjd under meter: "t 1 = t h = h(t f - t t ) + (t f - t t ) + t t t H För rumshöjd över meter: "t = 1 t t h = h(t f - t t ) + (t f - t t ) + t t H Närzonen Närzonen är det minsta avståndet man kan vistas intill donet utan dragförnimmelse. Närzonen bestäms av donets egenskaper, luftflöde samt undertemperatur. I Sverige definieras närzonen olika mellan tillverkare varför man bör beakta detta när man jämför don av olika konstruktion och fabrikat. Unikt för REPUS lågimpulsdon är att vi får en induktion av luften på frontens utsida. Detta ger en kortare närzon än konkurrerande don. Till den korta närzonen för REPUS-don bidrar också den jämna luftfördelningen över fronten som ger samma fronthastighet över hela frontytan. Närzonen definieras som arean framför donet där hastigheten är högre än 0, m/s (100 mm över golv). Den varierar beroende på flöde tilluftstemperatur och dontyp. Minsta närzon erhålles vid radiell luftspridning, stor induktion, låg fronthastighet (lågimpuls) och liten undertemperatur. Närzonen finns redovisad för don avsedda för komfortventilation. Med lämpligt donval är det ofta möjligt att, där så erfordras, erhålla en närzon som är mindre än 1 meter med REPUS don. Anm: Donens närzoner är uppmätta vid normal fördelning av värme källor i rummet. Vid extrema förhållanden exempelvis punktformad värmekälla på låg nivå påverkas också närzonen på så sätt att luftflödet kommer att gå relativt riktat från tilluftsdonet till värmekällan. B 0, L 0,

6 REPUS lågimpulsdon Uppvärmning Många säger att det inte går att värma med deplacerande ventilation. Men sedan århundraden tillbaka värms t.ex. kyrkor upp på detta sätt, ett exempel är S:t Peters kyrkan i Rom. Detta bör beaktas: När övertempererad luft tillförs via lågimpulsdon strävar den uppåt med en hastighet som är beroende av skillnaden mellan rums- och tilluftstemperatur. I och med att REPUS lågimpulsdon arbetar med induktion blandas rumsluft från vistelsezonen och värms. På detta vis fungerar donet som en vanlig konvektor. I lokaler med stor takhöjd och litet ventilationsbehov är det lämpligt att installera kanaler med REPUS-dysor för utjämning av temperaturskillnaden mellan golv och tak. W S L R Omställbar närzon REPUS lågimpulsdon är kompakt byggda och har korta närzoner vilket är mycket viktigt då det ökar den användbara golvytan. Normalt är luftens spridning radiell vilket i de flesta fall är det optimala. I vissa fall kan det vara önskvärt med en osymmetrisk spridningsbild. Genom att förse RE- PUS-dysorna med luftriktare kan önskad spridningsbild skapas. Några exempel då detta kan förekomma är: Vid takmontage kan en kort och vid närzon vara mest lämplig. Då någon arbetar omedelbart framför ett don kan luften styras åt sidorna och närzonen framför donet kan härigenom halveras. Om ett don med radiell spridning är placerat vid sidan om en fast arbetsplats kan det vara lämpligt med en osymmetrisk spridning så att luften huvudsakligen riktas från arbetsplatsen. Då en osymmetrisk spridningsbild önskas måste detta specificeras så att donen kan levereras korrekt inställda från fabrik. Detta gäller inte X-SERIEN då dessa don är enkelt omställbara utan demontering av fronten. 6

7 REPUS lågimpulsdon Beräkningsexempel Kontor Rumsmått (HxBxL) =,6 x, x (m) Rumstemperatur = C Värmealstring = 00 W Steg 1: Beräkna 't max. Välj passande temperaturgradient 1.7 C/m (max.0 C/m sittande arb.) "t = 0. 't 't max = 1.7 x.6 = 9.1 C 1-0. Steg : Beräkna tilluftstemperaturen t s = (-1.7) x 1 - (0. x 9.1) = 16.7 C Steg : Beräkna erf. luftflöde q = 0. = 0.07 m /s 1. x 1.0 x l/s l/s Värmebelastning (kw) t (K) Undertemp. tu (K) 1. Gradient (K/m) t = 9 C (t f - t t ) t u = 6. C (t h - t t ) t g = 1.7 C 0. 7

8 REPUS lågimpulsdon Diagram för takhöjd upp till.0 m l/s Undertemp. tu (K) Gradient (K/m) t (K) Värmebelastning (kw) Diagram för takhöjd över.0 m 0 l/s t (K) Undertemp. tu (K).. 1. Gradient (K/m) Värmebelastning (kw) 8