Kanał (przepływ)
Kanały to kanały lub kanały używane w systemach ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC) do dostarczania i usuwania powietrza. Wymagane przepływy powietrza obejmują na przykład powietrze nawiewane , powietrze wywiewane i powietrze wywiewane . Kanały zwykle dostarczają również powietrze wentylacyjne jako część powietrza nawiewanego. Jako takie, kanały powietrzne są jednym ze sposobów zapewnienia akceptowalnej jakości powietrza w pomieszczeniach , jak również komfortu cieplnego .
System kanałów jest również nazywany kanałami . Planowanie (układanie), wymiarowanie, optymalizacja, wyszczególnianie i znajdowanie strat ciśnienia w systemie kanałów nazywa się projektowaniem kanałów .
Materiały
Kanały mogą być wykonane z następujących materiałów:
Stal galwanizowana
Ocynkowana stal miękka jest standardowym i najczęściej stosowanym materiałem do produkcji przewodów, ponieważ powłoka cynkowa tego metalu zapobiega rdzewieniu i pozwala uniknąć kosztów malowania. W celach izolacyjnych kanały metalowe są zwykle wyłożone z włókna szklanego (wykładzina kanałowa) lub owijane zewnętrznie matami z włókna szklanego (opaska kanałowa). W razie potrzeby stosuje się kanał dwuścienny. Zwykle będzie to miało wewnętrzną perforowaną wkładkę, a następnie warstwę izolacji z włókna szklanego o grubości 1–2 cali (2,5–5 cm) umieszczoną wewnątrz zewnętrznej litej rury.
Kanały prostokątne są zwykle produkowane na zamówienie przez wyspecjalizowane sklepy metalowe. Aby ułatwić obsługę, można dopasować dowolną długość, ale najczęstsze rozmiary wahają się równomiernie od 4" do 24" (10-60 cm), przy czym najczęściej stosuje się 6"-12" (15-30 cm). Rura podstawowa jest zwykle sprzedawana w złączach 10' (300 cm). Dostępne są również 5' (150 cm) złącza rur typu niespiralnego, które są powszechnie stosowane w zastosowaniach mieszkaniowych.
Aluminium
aluminiowe są lekkie i szybkie w montażu. Również niestandardowe lub specjalne kształty kanałów mogą być łatwo wykonane w warsztacie lub na miejscu.
Konstrukcję przewodów rozpoczyna się od naniesienia obrysu przewodu na aluminiowy panel preizolowany. Następnie części są zwykle cięte pod kątem 45°, w razie potrzeby wyginane w celu uzyskania różnych łączników (tj. kolanek, zwężeń) i ostatecznie łączone za pomocą kleju. Taśma aluminiowa jest nakładana na wszystkie szwy, w których została przecięta zewnętrzna powierzchnia folii aluminiowej. Dostępnych jest wiele kołnierzy dostosowanych do różnych wymagań instalacyjnych. Wszystkie połączenia wewnętrzne są uszczelnione szczeliwem.
Aluminium jest również używane do wykonania okrągłego kanału spiralnego, ale jest znacznie mniej powszechne niż stal ocynkowana.
Płyty izolacyjne poliuretanowe i fenolowe (przewody wentylacyjne preizolowane)
Tradycyjnie kanały powietrzne są wykonane z blachy, którą najpierw montuje się, a następnie ociepla. Obecnie zakład produkujący blachy zwykle wytwarza kanał ze stali ocynkowanej i izoluje go przed instalacją za pomocą owijki kanałowej. Jednak przewody wykonane ze sztywnych paneli izolacyjnych nie wymagają dodatkowej izolacji i mogą być instalowane w jednym kroku. z pianki poliuretanowej i fenolowej są produkowane z fabrycznie nakładanymi okładzinami aluminiowymi po obu stronach. Grubość folii aluminiowej może wahać się od 25 mikrometrów do użytku wewnętrznego do 200 mikrometrów do użytku zewnętrznego lub w celu uzyskania wyższych właściwości mechanicznych. Dostępne są różne rodzaje sztywnych płyt z pianki poliuretanowej, w tym płyty z formułą wodną, w przypadku których proces spieniania uzyskuje się poprzez użycie wody i CO 2 zamiast gazów CFC , HCFC , HFC i HC . Większość producentów sztywnych paneli z pianki poliuretanowej lub fenolowej stosuje pentan jako środek spieniający zamiast wyżej wymienionych gazów.
Sztywny system kanałów z izolacją fenolową jest wymieniony jako kanał powietrzny klasy 1 [ wymagane wyjaśnienie ] zgodnie z normą bezpieczeństwa UL 181.
Płyta kanałowa z włókna szklanego (kanały preizolowane niemetalowe)
Panele z płyt kanałowych z włókna szklanego zapewniają wbudowaną izolację termiczną, a powierzchnia wewnętrzna pochłania [dźwięk], pomagając zapewnić cichą pracę systemu HVAC.
płyty specjalnie zaprojektowanego noża, używając linijki jako prowadnicy. Nóż automatycznie przycina rowek o bokach 45°, który nie do końca penetruje całą głębokość płyty kanałowej, tworząc w ten sposób cienki odcinek działający jak zawias . Płytę kanałową można następnie złożyć wzdłuż rowka, aby utworzyć fałdy pod kątem 90°, tworząc prostokątny kształt kanału w żądanym rozmiarze przez producenta. Kanał jest następnie zamykany zszywkami zaciskanymi na zewnątrz i specjalną taśmą z podkładem aluminiowym lub podobnym metalem.
Elastyczne kanały
Elastyczne kanały (znane również jako flex ) są zwykle wykonane z elastycznego tworzywa sztucznego na cewce z drutu metalowego w celu ukształtowania rury. Mają różne konfiguracje. W Stanach Zjednoczonych izolacją jest zwykle wełna szklana , ale na innych rynkach, takich jak Australia, do izolacji termicznej stosuje się zarówno włókno poliestrowe , jak i wełnę szklaną. Warstwa ochronna otacza izolację i zwykle składa się z polietylenu lub metalizowanego PET . Jest powszechnie sprzedawany jako pudełka zawierające 25' (7,5 m) kanału ściśniętego do 5' (1,5 m) długości. Jest dostępny w średnicach od tak małych jak 4" (10 cm) do tak dużych jak 18" (45 cm), ale najczęściej używane są nawet rozmiary od 6" do 12" (15 do 30 cm).
Elastyczny kanał jest bardzo wygodny do mocowania wylotów powietrza nawiewanego do sztywnych kanałów. Jest zwykle mocowany za pomocą długich zamków błyskawicznych lub metalowych klamer. Jednak strata ciśnienia jest większa niż w przypadku większości innych typów kanałów. W związku z tym projektanci i instalatorzy starają się utrzymywać krótkie długości ( biegi ) instalacji, np. mniej niż 15 stóp (5 m) i starają się minimalizować zakręty. Należy unikać załamań przewodów elastycznych. Niektóre rynki elastycznych kanałów wolą unikać stosowania elastycznych kanałów w częściach powietrza powrotnego systemów HVAC, jednak elastyczny kanał może tolerować umiarkowane podciśnienie . Test UL181 wymaga podciśnienia 200 Pa.
Aby zastosować przewody elastyczne w systemie, należy mocno naciągnąć przewód, aby uzyskać pełną średnicę wewnętrzną. Zmniejsza to opór i poprawia przepływ powietrza, a także wydajność wentylacji. Zminimalizuj zagięcia i załamania w jak największym stopniu, ponieważ mogą one wpływać na przepływ strumienia powietrza przez kanały.
Istnieje kilka rodzajów przewodów elastycznych - poliuretanowe (PU), z izolacją aluminiową i aluminiową, elastyczne przewody akustyczne i prostokątne, a także pół- i kombinowane.
Kanały tekstylne
W rzeczywistości jest to urządzenie do dystrybucji powietrza i nie jest przeznaczone do prowadzenia klimatyzowanego powietrza. Termin kanał tekstylny jest zatem nieco mylący; system rozpraszania powietrza w tkaninie byłby bardziej ostateczną nazwą. Ponieważ jednak często zastępuje twarde przewody, łatwo jest postrzegać je po prostu jako kanał. Zwykle wykonane z materiału poliestrowego kanały tekstylne mogą zapewnić bardziej równomierną dystrybucję i mieszanie klimatyzowanego powietrza w danej przestrzeni niż konwencjonalny system kanałów. Mogą być również produkowane z otworami wentylacyjnymi lub otworami.
Kanały tekstylne dostępne są w różnych kolorach, z opcją sitodruku lub innych form dekoracji, lub w tkaninie porowatej (przepuszczającej powietrze) i nieporowatej. Określenie, która tkanina jest odpowiednia (tj. przepuszczająca powietrze lub nie), można dokonać, rozważając, czy zastosowanie wymagałoby izolowanego kanału metalowego. W takim przypadku zalecana jest tkanina przepuszczająca powietrze, ponieważ na jej powierzchni zwykle nie będzie skraplać się i dlatego może być stosowana tam, gdzie powietrze jest dostarczane poniżej punktu rosy . Materiał eliminujący wilgoć może być zdrowszy dla mieszkańców. Można go również leczyć środkiem przeciwdrobnoustrojowym w celu zahamowania wzrostu bakterii. Porowaty materiał również wymaga mniej konserwacji, ponieważ odpycha kurz i inne zanieczyszczenia unoszące się w powietrzu.
Dostępna jest również tkanina wykonana w ponad 50% z materiału pochodzącego z recyklingu, dzięki czemu może być certyfikowana jako produkt ekologiczny. Materiał może być również ognioodporny , co oznacza, że tkanina może nadal się palić, ale zgaśnie po usunięciu źródła ciepła.
Kanały tekstylne nie są przeznaczone do stosowania w sufitach lub ukrytych przestrzeniach na poddaszu. Dostępne są jednak produkty do zastosowań w podłogach podniesionych . Kanały tekstylne zwykle ważą mniej niż inne konwencjonalne kanały, dzięki czemu mniej obciążają konstrukcję budynku. Niższa waga pozwala na łatwiejszą instalację.
Kanały tekstylne wymagają minimalnego określonego zakresu przepływu powietrza i ciśnienia statycznego, aby działały.
Kanały niskoprofilowe z PVC
z PCW zostały opracowane jako ekonomiczna alternatywa dla niskoprofilowych kanałów stalowych. Kanały niskoprofilowe są szeroko stosowane w wentylacji mieszkań i hoteli od 2005 roku. Rozwój kanałów niskoprofilowych znacznie wzrósł ze względu na zmniejszenie dostępnej przestrzeni we wnękach sufitowych w celu obniżenia kosztów. Od czasu pożaru Grenfell Tower w 2017 r. wzrosła liczba przypadków odkrywania niezgodnych materiałów budowlanych; wielu producentów niskoprofilowych kanałów wentylacyjnych z PCW walczyło o uzyskanie lub utrzymanie zgodności, a niektóre projekty budowlane musiały wrócić do stosowania droższej opcji stalowej.
Hydroizolacja
Wykończeniem kanałów zewnętrznych narażonych na warunki atmosferyczne może być blacha stalowa pokryta aluminium lub stopem aluminium/cynku, wielowarstwowy laminat, polimer wzmocniony włóknami lub inna wodoodporna powłoka.
Elementy systemu kanałów
Oprócz samych kanałów, kompletne systemy kanałów zawierają wiele innych elementów.
Wibroizolatory
System kanałów często zaczyna się od centrali wentylacyjnej . Dmuchawy w centrali klimatyzacyjnej mogą wytwarzać znaczne wibracje , a duża powierzchnia systemu kanałów przenosiłaby ten hałas i wibracje na mieszkańców budynku. Aby tego uniknąć, izolatory drgań (sekcje elastyczne) są zwykle umieszczane w kanale bezpośrednio przed i za centralą wentylacyjną. Gumowany, podobny do płótna materiał tych sekcji pozwala centrali wentylacyjnej wibrować bez przenoszenia dużych wibracji na dołączone kanały. Ta sama elastyczna sekcja może zmniejszyć hałas, który może wystąpić, gdy włącza się dmuchawa i wprowadza się dodatnie ciśnienie powietrza do przewodów.
Starty
Za centralą wentylacyjną kanał powietrza nawiewanego będzie się często rozwidlał, dostarczając powietrze do wielu indywidualnych wylotów powietrza, takich jak dyfuzory , kratki i kratki wentylacyjne . Gdy system jest zaprojektowany z głównym kanałem rozgałęziającym się na wiele dodatkowych kanałów odgałęzionych, złączki zwane odgałęzieniami umożliwiają skierowanie niewielkiej części przepływu w głównym kanale do każdego kanału odgałęzionego. Króćce mogą być montowane w okrągłych lub prostokątnych otworach wyciętych w ścianie kanału głównego. Odlot zwykle ma wiele małych metalowych zaczepów, które są następnie wyginane w celu przymocowania odboju do głównego kanału. Wersje okrągłe nazywane są złączkami wkręcanymi . Inne projekty zdejmowania wykorzystują metodę mocowania zatrzaskowego, czasami w połączeniu z samoprzylepną uszczelką piankową w celu lepszego uszczelnienia. Wylot króćca łączy się następnie z prostokątnym, owalnym lub okrągłym kanałem odgałęźnym.
Ułóż buty i głowy
Kanały, zwłaszcza w domach, muszą często umożliwiać pionowy przepływ powietrza w stosunkowo cienkich ścianach. Te pionowe kanały nazywane są stosami i są utworzone z bardzo szerokich i stosunkowo cienkich przekrojów prostokątnych lub przekrojów owalnych. U dołu stosu osłona stosu zapewnia przejście od zwykłego dużego okrągłego lub prostokątnego kanału do cienkiego kanału naściennego. Na górze głowica stosu może zapewnić przejście z powrotem do zwykłych kanałów, podczas gdy głowica rejestrująca umożliwia przejście do montowanego na ścianie rejestratora powietrza.
Tłumiki regulujące głośność
Systemy kanałów muszą często zapewniać metodę regulacji objętości przepływu powietrza do różnych części systemu. Tę funkcję zapewniają przepustnice regulujące głośność (VCD; nie mylić z klapami dymowymi/pożarowymi). Poza regulacją przewidzianą na nawiewnikach lub nawiewnikach rozprowadzających powietrze do poszczególnych pomieszczeń, w samych kanałach można zamontować przepustnice . Amortyzatory te mogą być ręczne lub automatyczne. Przepustnice strefowe zapewniają automatyczną kontrolę w prostych systemach, podczas gdy zmienna objętość powietrza (VAV) umożliwia kontrolę w zaawansowanych systemach.
Klapy dymowe i przeciwpożarowe
Klapy dymowe i przeciwpożarowe znajdują się w kanałach, w których kanał przechodzi przez zaporę ogniową lub kurtynę przeciwpożarową.
Klapy oddymiające napędzane są silnikiem, zwanym siłownikiem . Sonda podłączona do silnika jest instalowana w biegu kanału i wykrywa dym w powietrzu wywiewanym lub doprowadzanym do pomieszczenia lub w innym miejscu w ciągu kanału. Po wykryciu dymu siłownik automatycznie zamknie klapę dymową do momentu ręcznego jej ponownego otwarcia.
Klapy przeciwpożarowe można spotkać w tych samych miejscach co klapy dymowe, w zależności od przeznaczenia terenu za przegrodą ogniową. W przeciwieństwie do klap dymowych, nie są one uruchamiane przez żadną instalację elektryczną (co jest zaletą w przypadku awarii elektrycznej, w wyniku której klapy dymowe nie zamknęłyby się). Klapy przeciwpożarowe montowane pionowo działają grawitacyjnie, natomiast klapy poziome są napędzane sprężynami. Najważniejszą cechą klap przeciwpożarowych jest mechaniczne łącznik topliwy , który jest kawałkiem metalu, który topi się lub pęka w określonej temperaturze. Pozwala to na zamknięcie klapy (grawitacyjnie lub sprężynowo), skutecznie uszczelniając kanał, powstrzymując ogień i blokując dostęp powietrza niezbędnego do spalania.
Kierujące się łopatki
Kierownice montuje się wewnątrz kanałów przy zmianach kierunku (np. przy zakrętach o 90°) w celu zminimalizowania turbulencji i oporów przepływu powietrza. Łopatki kierują powietrze, aby łatwiej nadążało za zmianą kierunku.
plenum
Plenum to centralne jednostki dystrybucji i zbierania w systemie HVAC. Komora powrotna przenosi powietrze z kilku dużych kratek powrotnych (otworów wentylacyjnych) lub otworów dzwonowych do centralnej centrali wentylacyjnej. Komora nawiewna kieruje powietrze z jednostki centralnej do pomieszczeń, które system ma ogrzewać lub chłodzić. Muszą być dokładnie zaplanowane w projekcie wentylacji. [ dlaczego? ]
Jednostki końcowe
Podczas gdy jednostrefowe systemy o stałym przepływie powietrza zwykle ich nie mają, systemy wielostrefowe często mają jednostki końcowe w kanałach odgałęzionych. Zwykle na strefę termiczną przypada jedna jednostka końcowa. Niektóre typy jednostek końcowych to VAV (jedno- lub dwukanałowe), skrzynki mieszające zasilane wentylatorem (w układzie równoległym lub szeregowym) oraz jednostki indukcyjne. Jednostki końcowe mogą również zawierać wężownicę grzewczą lub chłodzącą.
Terminale lotnicze
Zwody to wyloty powietrza nawiewanego oraz wloty powietrza wywiewanego lub wywiewanego. Do zasilania najczęściej stosuje się dyfuzory , ale szeroko stosowane są również kratki i bardzo małe systemy HVAC (takie jak w rezydencjach) . Kratki powrotne lub wywiewne są używane głównie ze względów estetycznych, ale niektóre zawierają również filtr powietrza i są znane jako powroty filtrów.
Czyszczenie kanałów
Stanowisko Agencji Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (EPA) jest następujące: „Jeśli nikt w twoim gospodarstwie domowym nie cierpi na alergie lub niewyjaśnione objawy lub choroby i jeśli po oględzinach wnętrza kanałów nie widzisz żadnych oznak, że twoje kanały powietrzne są zanieczyszczone dużymi osadami kurzu lub pleśni (brak zapachu stęchlizny lub widocznego rozwoju pleśni), czyszczenie kanałów powietrznych jest prawdopodobnie niepotrzebne”.
Dokładne czyszczenie kanałów wykonane przez profesjonalnego czyściciela kanałów usunie kurz , pajęczyny , zanieczyszczenia , sierść zwierząt domowych, sierść i odchody gryzoni, spinacze biurowe, osady wapnia , zabawki dla dzieci i wszystko, co może zebrać się w środku. Idealnie, powierzchnia wewnętrzna będzie błyszcząca i jasna po czyszczeniu. Izolowane wykładziny i płyty kanałów z włókna szklanego można czyścić specjalnym niemetalowym włosiem. Kanały tekstylne można prać lub odkurzać przy użyciu typowych urządzeń gospodarstwa domowego.
Znaki i wskaźniki
Czyszczenie systemu kanałów może być konieczne, jeśli:
- Zamiatanie i odkurzanie mebli należy wykonywać częściej niż zwykle.
- Po oczyszczeniu nadal widać widoczny kurz unoszący się wokół domu.
- Po lub podczas snu mieszkańcy odczuwają bóle głowy, przekrwienie błony śluzowej nosa lub inne problemy z zatokami.
- W pomieszczeniach w domu przepływ powietrza z otworów wentylacyjnych jest niewielki lub żaden.
- Mieszkańcy stale chorują lub doświadczają więcej alergii niż zwykle.
- Podczas włączania pieca lub klimatyzatora pojawia się stęchły lub nieświeży zapach.
- Mieszkańcy odczuwają oznaki choroby, np. zmęczenie, ból głowy, kichanie, zatkany lub cieknący nos, drażliwość, nudności, uczucie suchości lub pieczenia w oczach, nosie i gardle.
Inspekcja handlowa
W obiektach komercyjnych kilka norm zaleca regularną kontrolę przewodów. Jedna norma zaleca przeglądy kanałów nawiewnych co 1-2 lata, kanałów powrotnych co 1-2 lata, a central wentylacyjnych raz w roku. Inny zaleca coroczną kontrolę wzrokową kanałów wyłożonych wewnętrznie. Czyszczenie kanałów powinno opierać się na wynikach tych kontroli.
Inspekcje są zazwyczaj wzrokowe, szukając uszkodzeń spowodowanych przez wodę lub wzrostu biologicznego. Gdy kontrola wizualna musi zostać potwierdzona numerycznie, można przeprowadzić test próżniowy (VT) lub test grubości osadu (DTT). Kanał o stężeniu poniżej 0,75 mg/100m 2 jest uważany za czysty zgodnie ze standardem NADCA. Norma obowiązująca w Hongkongu podaje limity osadu powierzchniowego wynoszące 1 g/m2 dla kanałów zasilających i powrotnych oraz 6 g/m2 dla kanałów wylotowych lub maksymalna grubość osadu wynosząca 60 µm w kanałach zasilających i powrotnych oraz 180 µm dla kanałów wylotowych. W Wielkiej Brytanii CIBSE TM26 zaleca czyszczenie kanałów, jeśli zmierzona zawartość bakterii przekracza 29 jednostek tworzących kolonie (CFU) na 10 cm 2 ; zanieczyszczenie jest klasyfikowane jako „niskie” poniżej 10 CFU/cm 2 , „średnie” do 20 CFU/cm 2 i „wysokie” przy pomiarze powyżej 20 CFU/cm 2 .
Uszczelnianie kanałów
Ciśnienie powietrza w połączeniu z nieszczelnością kanału powietrznego może prowadzić do utraty energii w systemie HVAC . Uszczelnianie nieszczelności w kanałach powietrznych ogranicza wycieki powietrza, optymalizuje efektywność energetyczną i kontroluje przedostawanie się zanieczyszczeń do budynku. Przed uszczelnieniem kanałów należy koniecznie upewnić się, że całkowite zewnętrzne ciśnienie statyczne przewodów działa oraz czy sprzęt będzie mieścił się w specyfikacjach producenta sprzętu. W przeciwnym razie może dojść do większego zużycia energii i zmniejszonej wydajności sprzętu.
Powszechnie dostępnej taśmy klejącej nie należy stosować na kanałach powietrznych (metalowych, z włókna szklanego lub innych), które są przeznaczone do długotrwałego użytkowania. Klej na tzw. taśmie klejącej wysycha i z czasem odchodzi. Bardziej powszechnym rodzajem uszczelniacza do kanałów jest pasta na bazie wody, która jest szczotkowana lub czasami natryskiwana na szwy podczas budowy kanału. Przepisy budowlane i normy UL wymagają specjalnych taśm ognioodpornych, często z podkładem foliowym i trwałymi klejami.
Istnieje zautomatyzowana technologia, która może uszczelnić cały system kanałów od wewnątrz na zewnątrz przy użyciu opatentowanego procesu i specjalistycznego szczeliwa. Ta metoda uszczelniania kanałów jest często stosowana w budownictwie komercyjnym i wielorodzinnym. Koszty związane z automatycznym uszczelnianiem kanałów często sprawiają, że wdrożenie go we własnym domu jest niepraktyczne dla przeciętnego właściciela domu.
Oznaki wycieków
Oznaki nieszczelnych lub źle działających kanałów powietrznych obejmują:
- Rachunki za media w miesiącach zimowych i letnich powyżej średniej w stosunku do wahań kursów
- Pomieszczenia lub pomieszczenia, które trudno ogrzać lub schłodzić
- Umiejscowienie kanału na poddaszu, w garażu dobudowanym, w nieszczelnej podłodze, w piwnicy lub nieogrzewanej piwnicy.
Zobacz też
- Odkurzacz centralny
- Kanał (wyciąg przemysłowy)
- Współczynnik tarcia Darcy'ego
- Klapa przeciwpożarowa
- HVAC
- Kanał autobusowy
- Przewody ciśnieniowe
- Rejestr (powietrze i ogrzewanie)
- Przewody oddymiające
- Krajowe Stowarzyszenie Wykonawców Blachy i Klimatyzacji
- Jednolity kod mechaniczny
Dalsza lektura
- Norma dotycząca wydajności i instalacji elastycznych kanałów Rady ds. dyfuzji powietrza , wydanie 4, 2003 r