مبانی آیرودینامیک توزیع هوا در دریچه خطی ۳۰ درجه

دریچه خطی 30 درجه به عنوان تجهیزات پایانه ای تخصصی در سیستم های توزیع هوا شناخته می شوند که با بهره گیری از هندسه ای صلب، بردار خروج سیال را نسبت به سطح افق منحرف می سازند. برخلاف دیفیوزرهای خطی صفر درجه که جریان را به صورت کاملا موازی با سطح پرتاب می کنند یا مدل های ۱۵ درجه که زاویه ملایمی ایجاد می نمایند، ساختار ۳۰ درجه با اعمال تغییر زاویه محسوس تر در هندسه پره ها، نیروی مومنتوم هوا را در دو مولفه طولی و عمودی تفکیک می کند. این انحراف حساب شده، نرخ القای هوای ثانویه محیط را افزایش داده و موجب اختلاط سریع تر توده هوای ورودی با هوای اتاق می گردد. تولید این پایانه ها بر پایه استانداردهای صنعتی و با الگوبرداری از طرح های شرکت های بین المللی نظیر مدل های سری CT-PP-3 شرکت Titus HVAC و سری LBP کمپانی Price Industries صورت می گیرد. در تولیدات فرداد تهویه فنی شاهرخی، پروفیل های آلومینیومی اکسترود شده با آلیاژ ۶۰۶۳ و سختی ساختاری استاندارد به کار گرفته می شوند تا صلبیت مکانیکی تیغه ها در برابر ارتعاشات جریان حفظ شود.

تفاوت بنیادین در رفتار آیرودینامیکی این تیغه ها به اندرکنش سیال با سطوح مجاور مربوط می شود. در شرایطی که زاویه تخلیه ۳۰ درجه در سقف اعمال می شود، تمایل جریان به اتصال به سقف از طریق پدیده کواندا تعدیل شده و جت هوا با شیبی پایدار به سمت لایه های میانی فضا حرکت می کند. این ویژگی در فصول سرمایش از انباشت هوای سرد در زیر سقف کاذب پیشگیری کرده و در کاربردهای گرمایشی مانع از فرار لایه های گرم به دلیل شناوری حرارتی می شود. ضخامت پره های آلومینیومی در این ساختار بین ۱.۰ الی ۱.۲۵ میلیمتر و ضخامت پروفیل قاب پیرامونی برابر با ۱.۲۵ میلیمتر لحاظ می گردد که این تناسب ابعادی، تغییر شکل های ناشی از تنش های حرارتی و فشارهای دینامیکی شبکه کانال را به حداقل می رساند.

گستردگی نیازهای معماری و محدودیت های جانمایی تاسیسات در ساختمان های معاصر ایجاب می کند که این تجهیزات در دو آرایش مشخص شامل مدل های یک طرفه و دوطرفه پیاده سازی شوند. هر یک از این دو گونه دارای رفتار هیدرولیکی، مشخصه های صوتی و الگوهای پرتاب متمایزی هستند که شناخت دقیق مشخصات آن ها نقشی اساسی در بالانس بهینه سامانه های مکانیکی بر عهده دارد.

واکاوی تحلیلی دریچه خطی ۳۰ درجه یک طرفه

دریچه خطی ۳۰ درجه یک طرفه با بهره گیری از تیغه های ثابت و موازی که همگی در یک امتداد مشخص زاویه دار شده اند، وظیفه هدایت متمرکز کل حجم جریان را در یک بردار واحد بر عهده دارد. این جهت دهی پیوسته سبب می شود تا محصول مذکور به طور ایده ال برای موقعیت هایی همچون پیشانی دیوار، باکس های کاذب محیطی و لبه های کناری سقف که در مجاورت جداره های سازه ای قرار دارند، انتخاب گردد. هنگامی که کانال کشی تهویه در راهروها یا سقف های کاذب حاشیه ای متمرکز شده باشد، این آرایش تیغه ها امکان شلیک هدفمند هوا به مرکز اتاق را بدون برخورد نامطلوب با دیوارهای جانبی میسر می سازد.

از منظر راندمان پرتاب افقی، نصب این دریچه ها در پیشانی دیوار بازدهی بالایی را به همراه دارد؛ به گونه ای که قادر است تا ۷۰ درصد از طول پرتاب افقی موثر را پوشش دهد که این مقدار در مقایسه با بسیاری از پایانه های پره ثابت دیگر برتری چشمگیری نشان می دهد. این ویژگی در پروژه های مسکونی و اداری مجهز به سیستم های داکت اسپلیت یا فن کویل که دهانه خروجی هوا روی پیشانی دیوار قرار می گیرد، حیاتی است؛ زیرا مانع از سقوط زودرس هوای سرد بر سر افراد مستقر در زیر بازشو شده و مسیر جریان را به سوی پنجره ها و نقاط پربار حرارتی امتداد می دهد.

پروفیل های کلاف این مدل در فرداد تهویه فنی شاهرخی با پهنای ۳.۳ یا ۴.۵ سانتیمتر عرضه می شوند که امکان هماهنگی با دهانه های مختلف و پوشش بی نقص درزهای ساختمانی را فراهم می سازد. علاوه بر هوای رفت، از دریچه خطی ۳۰ درجه یک طرفه در مدار هوای برگشت نیز استفاده می شود. زاویه پره ها به دلیل دیدمحدود بودن به داخل مجرای کانال، جلوه بصری پاکیزه ای به نما بخشیده و تجهیزات مکانیکی پشت بازشو را از زاویه دید ناظر پنهان می دارد.

واکاوی تحلیلی دریچه خطی ۳۰ درجه دوطرفه

دریچه خطی ۳۰ درجه دوطرفه مجهز به دو دسته تیغه متقارن است که به وسیله یک پروفیل سپری یا مقسم مرکزی از یکدیگر تفکیک شده اند. این معماری موجب می شود جریان هوای تغذیه شده به طور مساوی به دو نیمه تقسیم گشته و با زاویه ۳۰ درجه در دو جهت کاملا متضاد تخلیه شود. به دلیل این ویژگی پخش متقارن، استفاده از مدل دوطرفه عمدتا به مرکز سقف های وسیع و موقعیت هایی که فاصله کافی از دیوارهای پیرامونی دارند محدود می گردد. استقرار این تجهیز در مرکز سالن های یکپارچه، امکان پوشش هم زمان دو زون حرارتی مجاور را بدون تداخل در خطوط جریان فراهم می کند.

الگوی هوادهی دو جهته مانع از ایجاد نقاط راکد و تمرکز بی رویه بار حرارتی در یک بخش از سالن می شود. به واسطه پخش جریان در دو جبهه، سرعت خطی توده هوا با نرخ بالاتری در حجم اتاق مستهلک شده و در نتیجه، احتمال بروز کوران هوا در تراز تنفسی ساکنان حتی در دبی های بالا به حداقل ممکن می رسد. در پروژه هایی با ارتفاع سقف تا ۴.۸ متر، این دیفیوزرها عملکرد مطلوبی را در جلوگیری از لایه بندی دمایی به ثبت می رسانند و با ایجاد دو گردابه چرخشی ملایم در دو سوی محور طولی، توزیع حرارتی همگنی خلق می کنند.

اتصال تیغه ها به کلاف جانبی و تیرک میانی سبب شده است که ساختار مکانیکی دریچه دوطرفه صلبیت بسیار بالایی داشته باشد و در برابر لرزش های هیدرولیکی ناشی از عبور هوا مقاومت نشان دهد. شرکت فرداد تهویه فنی شاهرخی این رده محصول را در مقاطع مستطیلی و مربعی برای استقرار در تایل های سقف کاذب آرمسترانگ یا سقف های یکپارچه کناف تولید می کند.

نقش تجهیزات بالادستی، پلنیوم باکس و کنترلرهای جریان در پایداری صوتی

بهره وری هیدرولیکی و هوادهی آرام دریچه خطی ۳۰ درجه وابستگی مستقیمی به یکنواختی پروفیل فشار در پشت تیغه ها دارد. اتصال مستقیم کانال های رفت پرسرعت به دهانه دریچه خطی ۳۰ درجه، به دلیل اغتشاشات موضعی و تمرکز خطوط جریان در یک بخش از مقطع، اختلال در زاویه پرتاب و افزایش قابل توجه سطح صوت را به همراه خواهد داشت. به منظور تعدیل این اثر، تعبیه پلنیوم باکس گالوانیزه مجهز به طوقه های ورودی متناسب و عایق کاری الاستومری داخلی توصیه می شود. پلنیوم باکس به عنوان مخزن افت سرعت و تبدیل فشار دینامیکی به استاتیکی عمل نموده و فشار پشت تمامی پره های ۳۰ درجه را یکسان می سازد.

تجهیز این پایانه ها به مکانیزم های کنترلی جهت بالانس دقیق حجم هوای عبوری امری اجتناب ناپذیر است. شرکت فرداد تهویه فنی شاهرخی امکان ادغام دریچه خطی ۳۰ درجه با دمپرهای گالوانیزه موازی (مدل PD)، دمپرهای آلومینیومی پره متقابل طرح ۷ و ۸ (مدل OD) و دمپرهای کانالی موتوری (مدل MOSQPDTV) را فراهم نموده است. دمپرهای پره متقابل به واسطه حرکت خلاف جهت پره ها، خطوط جریان را در راستای تقارن حفظ کرده و بردار خروج ۳۰ درجه را حتی در وضعیت های نیمه باز منحرف نمی سازند، در حالی که دمپرهای موازی تمایل دارند جهت خروج هوا را به یک سمت منحرف نمایند.

معیار صوتی پایانه ها تحت تاثیر سرعت عبور هوا از سطح آزاد دریچه خطی ۳۰ درجه تعیین می شود. داده های تجربی اثبات می کنند که حفظ سرعت هوا در دامنه ۲.۰ الی ۲.۸ متر بر ثانیه در دهانه گردن، سطح صدای تولیدی را در بازه ۲۲ الی ۳۰ دسی بل مهار می کند که الزامات مربوط به فضاهای حساس نظیر اتاق های جلسات و واحدهای مسکونی تراز اول را برآورده می سازد. با عبور سرعت از مرز ۳.۵ متر بر ثانیه، لبه های تیز تیغه های ۳۰ درجه دچار جدایش لایه مرزی شده و صدای سوت ناشی از ورتکس های لبه ای پدیدار می گردد که مهار آن نیازمند بازنگری در ابعاد سطح آزاد یا اصلاح ظرفیت دمپر خواهد بود.

الزامات اجرایی، جزئیات نصب مدولار و پوشش های حفاظتی سطحی

پیاده سازی صحیح و تراز دریچه خطی ۳۰ درجه نیازمند رعایت فواصل بادخور اجرایی و زیرسازی دقیق کلاف است. به منظور جبران خطاهای رایج در عملیات سفت کاری و کناف کاری، در نظر گرفتن دست کم یک سانتیمتر خلاصی در ابعاد بازشو الزامی است تا فریم دریچه خطی ۳۰ درجه دچار فشردگی و اعوجاج نشود. تثبیت سازه ای دریچه خطی ۳۰ درجه معمولا بر روی ساب فریم های فلزی دهانه کانال یا قاب های چوبی تعبیه شده در سقف های گچی و کناف با پیچ های خودکار انجام می گیرد. فرداد تهویه فنی شاهرخی این محصولات را به همراه پیچ های منطبق و گل پیچ های هم رنگ عرضه می کند تا از نمایان شدن رزوه ها و سرپیچ های نامتقارن بر روی کلاف آلومینیومی ممانعت شود.

در پروژه های دارای خطوط طولانی معماری که طول مورد نیاز فراتر از محدودیت ساخت یکپارچه (۲۵۰ تا ۳۰۰ سانتیمتر) است، سیستم اتصال مدولار مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش، با بهره گیری از پین های تراز و بست های همراستاساز کشویی درون شیارهای اکستروژن، قطعات مجاور بدون پدید آمدن درز، پلگی یا انحراف زاویه به یکدیگر قفل می گردند. علاوه بر این، در گوشه ها و تغییر جهت های دیواری، ساخت قطعات فارسی بر ۹۰ درجه و ۱۳۵ درجه با حفظ زاویه تیغه ها اجرا می شود تا هندسه پیوسته ای روی سقف و پیشانی دیوار شکل گیرد.

پوشش نهایی دریچه های آلومینیومی نقشی اساسی در ممانعت از اکسیداسیون و تضمین تطابق با رنگ آمیزی داخلی دارد. به صورت استاندارد، رنگ آمیزی به روش الکترواستاتیک کوره ای با پودر پلی استر سفید (رال ۹۰۱۶) پس از مراحل چربی زدایی و فسفاته کاری اجرا می گردد که پوششی با سختی بالا و مقاوم در برابر سایش پدید می آورد. بنا بر سفارش های ویژه، اعمال سایر کدهای رال، اجرای لایه آنادایز مات یا براق نقره ای و شامپاینی، و عرضه محصول به صورت اسیدشویی شده بدون رنگ نیز امکان پذیر است.

سنتز نهایی و ملاحظات انتخاب در طراحی پایانه های تهویه مطبوع

دریچه های خطی ۳۰ درجه یک طرفه و دوطرفه ابزاری دقیق برای مهندسان تاسیسات به منظور مهار زاویه پرتاب هوا در فضاهای ساختمانی به شمار می روند. تحلیل های مکانیکی نشان می دهند که مدل یک طرفه با بهره وری بالای پرتاب در نصب دیواری، کارآمدترین راهکار برای اتاق هایی با کانال کشی حاشیه ای و نیاز به پرتاب هدفمند بر روی سطوح پربار است. در مقابل، مدل دوطرفه پاسخی متعادل برای مرکز سقف های وسیع فراهم می آورد که توزیع متقارن، استهلاک سریع سرعت و آسایش دمایی پایدار را بدون ایجاد کشش موضعی در یک جهت مشخص تضمین می نماید.

تلفیق این دیفیوزرها با پلنیوم باکس های محاسباتی و دمپرهای پره متقابل، ریسک تولید نوفه صوتی را مهار کرده و راندمان مصرف انرژی هواسازها و فن کویل ها را به حداکثر می رساند. شرکت فرداد تهویه فنی شاهرخی با کنترل تلورانس های ابعادی اکستروژن و تنوع در ارائه کلاف های پیرامونی، بستر فنی لازم را برای انطباق دریچه خطی ۳۰ درجه با مشخصات مهندسی پروژه های پیشرفته ساختمانی فراهم آورده است.