Nawiewniki wyporowe - działanie wentylacji ... - Klimatyzacja.pl

Nawiewniki wyporowe - działanie wentylacji
wyporowej
Właściwie zaprojektowana i wykonana instalacja wentylacyjna ma na celu zapewnienie odpowiednich
warunków w strefie przebywania ludzi. Chodzi tu o zagwarantowanie komfortu termicznego,
akustycznego oraz odpowiedniej jakości powietrza, na co składa się dobranie prawidłowej
temperatury, prędkości przepływu powietrza, wilgotności względnej, poziomu ciśnienia
akustycznego i stężenia zanieczyszczeń powietrzu. Jak najlepsze rozprowadzenie przygotowanego
powietrza w pomieszczeniu może zostać zrealizowane przez zastosowanie dwóch rodzajów
wentylacji:
1. Wentylacji przez mieszanie
2. Wentylacji wyporowej
Wentylacja przez mieszanie polega na wprowadzaniu powietrza nawiewanego do górnej części
pomieszczenia z określoną prędkością, powodując jego mieszanie z powietrzem znajdującym się w
pomieszczeniu. Jest najbardziej powszechnym sposobem rozprowadzania powietrza w pomieszczeniu.
Efektem wyżej opisanego zjawiska jest stabilizacja warunków środowiskowych panujących w strefie
przebywania ludzi.
Wentylacja wyporowa opiera się na wykorzystaniu zjawiska dyfuzji związanego z obecnością źródeł
ciepła w wentylowanej strefie. Ruch konwekcyjny powoduje wytworzenie warstw temperaturowych
w strefie przebywania ludzi o odpowiednim, pionowym gradiencie temperatury. Daje to uczucie
chłodniejszego powietrza w strefie dolnej pomieszczenia, a najwyższa temperatura występuje w
części podsufitowej.
Zasada działania wentylacji wyporowej
Wentylacja wyporowa stosowana jest przeważnie w przemyśle, halach produkcyjnych, obiektach
użyteczności publicznej. Do źródeł ciepła znajdujących się w obiekcie należą ludzie, maszyny,
komputery, oświetlenie itp. Wytwarzają one naturalne strumienie konwekcyjne, które emitują ciepło
do otoczenia. Powoduje to ogrzewanie powietrza, które zmieniając gęstość unosi się do góry. W jego
miejsce wprowadzane jest powietrze z nawiewników.
Nawiewane w dolnej części powietrze rozprzestrzenia się w pomieszczeniu, tworząc tzw. „efekt

zimnego jeziora”. Natrafienie na źródło ciepła powoduje ogrzanie powietrza i uniesienie go do górnej
warstwy pomieszczenia wraz z występującymi w nim zanieczyszczeniami. Na końcu procesu odbywa
się usuwanie z górnej części pomieszczenia ciepłego i zanieczyszczonego powietrza za pomocą
instalacji wyciągowej.
Rozdział powietrza w pomieszczeniu z wentylacją wyporową [1]
Zalety i wady wentylacji wyporowej
Wentylacji wyporowej towarzyszy zjawisko stratyfikacji powietrza, polegające na występowaniu
warstwy zimnego i świeżego powietrza w dolnej części pomieszczenia oraz warstwy ciepłego i
zanieczyszczonego powietrza w górnej części pomieszczenia. Wprowadzanie uzdatnionego powietrza
bezpośrednio do strefy przebywania ludzi oraz koncentracja zysków ciepła i zanieczyszczeń w części
podsufitowej stanowią niewątpliwą zaletę wentylacji wyporowej.
Zalety wentylacji wyporowej
●
●
●
●
●
●
●
świeże i czyste powietrze w strefie przebywania ludzi,
poprawa jakości powietrza w strefie przebywania ludzi,
efektywne usuwanie zanieczyszczeń z pomieszczenia,
właściwe przewietrzanie strefy przebywania ludzi w pomieszczeniach klimatyzowanych
zmniejszenie poboru energii przy chłodzeniu, dzięki konieczności obsługi wyłącznie strefy
przebywania ludzi,
uzyskanie identycznej jakości powietrza jak w przypadku zastosowania wentylacji mieszającej, przy
wykorzystaniu mniejszego strumienia powietrza wentylacyjnego,
niski poziom mocy akustycznej emitowanej przez nawiewniki.
Wady wentylacji wyporowej
●
możliwość wystąpienia zjawiska przeciągu,

●
●
●
●
●
odbieranie niewielkich zysków ciepła,
niejednolita temperatura występująca w strefie przebywania ludzi,
większe straty przepływu powietrza przez nawiewniki wyporowe niż nawiewniki wentylacji
mieszającej,
mniejsza skuteczność systemu w przypadku ogrzewania,
duże wymiary nawiewników.
Parametry komfortu termicznego w wentylacji wyporowej
Projektowanie systemów wentylacji wyporowej opiera się na uwzględnieniu określonych parametrów
wpływających na komfort termiczny w pomieszczeniu. Do tych parametrów należą:
●
●
●
●
prędkość powietrza w strefie przebywania ludzi,
prędkość efektywnego nawiewu,
temperatura powietrza w strefie przebywania ludzi,
zjawisko stratyfikacji temperatury powietrza.
Zastosowanie wentylacji wyporowej
Wentylacja wyporowa jest stosowana z powodzeniem:
●
●
●
w pomieszczeniach o wysokości wyższej niż 3,0 m,
w małych pomieszczeniach , gdzie należy doprowadzić duże strumienie powietrza nawiewanego
przy współpracy ze stropami chłodzącymi oraz aktywnymi belkami chłodzącymi.
Wentylacja wyporowa nie jest stosowana:
●
●
●
w pomieszczeniach niższych niż 2,5 m,
we współpracy z biernymi belkami chłodzącymi,
do ogrzewania pomieszczenia przy wykorzystaniu powietrza wentylacyjnego.
Budowa nawiewników wyporowych
Nawiewniki wyporowe składają się z obszernej skrzynki rozprężnej, wewnątrz której znajdujące się
urządzenia mają na celu równomierne rozprowadzanie powietrza na całej powierzchni czynnej
nawiewnika. Dzieje się tak, ponieważ nawiewane powietrze przez nawiewnik ma mieć taką samą
prędkość efektywną na całej powierzchni czynnej. Konstrukcja wewnętrzna nawiewnika wyporowego
jest uzależniona od przeznaczenia nawiewnika oraz oczekiwanych parametrów, czyli współczynnika
indukcji powietrza, poziomu mocy akustycznej i zasięgu strugi.
Do podstawowych elementów nawiewników wyporowych należą:
●
●
●
skrzynka rozprężna posiadająca urządzenia do równomiernego rozprzestrzeniania powietrza,
osłona zewnętrzna nawiewnika,
nawiewnik wykonany z blachy perforowanej, włókniny bądź tworzywa piankowe,

●
cokół montażowy.
Przy montażu nawiewnika wyporowego należy pamiętać o jego gabarytach. Nawiewniki wyporowe
charakteryzują się stosunkowo dużym rozmiarem w porównaniu do nawiewników stosowanych w
wentylacji przez mieszanie. Istotne jest, by dostosować wygląd urządzenia do wnętrza pomieszczenia,
w którym ma zostać umieszczony.
Rodzaje nawiewników wyporowych:
●
●
●
●
cylindryczne – do zastosowania w centrum pomieszczenia,
pół-cylindryczne – stosowane naściennie,
ćwierć-cylindryczne i trójkątne – stosowane w narożnikach pomieszczeń,
prostokątne – do zastosowania w zabudowie liniowej.
Nawiewniki wyporowe VARIZON (źródło: Swegon)
Dobór nawiewników wyporowych
Przy doborze nawiewników wyporowych należy określić zyski ciepła jawnego, jakie jest
przekazywane do strefy przebywania ludzi. Istotą przy doborze nawiewników wyporowych są
parametry charakteryzujące urządzenie, do których należą:
●
●
●
●
●
●
●
lokalizacja nawiewnika w pomieszczeniu,
kształt nawiewnika,
powierzchnia czynna nawiewnika,
prędkość efektywna nawiewu,
zasięg strefy oddziaływania strumienia powietrza,
miejscowe straty ciśnienia powietrza,
poziom mocy akustycznej.

Zasadą dobro nawiewnika wyporowego jest określenie strumienia powietrza nawiewanego przez
nawiewnik wyporowy, który jest określany wzorem [1]:
gdzie:
V s =3,6∙Pρ∙c p ∙(t r -t s ) (m 3 h) [2]
P – zyski ciepła jawnego przekazywane do strefy przebywania ludzi (W),
ρ – gęstość powietrza (przyjmuje się wartość 1,2 kg/m 3 );
c p – ciepło właściwe powietrza przy stałym ciśnieniu (1,005 kJ/kg·K)
t r – temperatura powietrza na wysokości głowy człowieka (°C)
t s – temperatura powietrza nawiewanego (°C)
Podsumowując wentylacja wyporowa stanowi skuteczne rozwiązanie systemu wentylacji
pomieszczeń. Zapewnia prawidłowe warunki komfortu cieplnego oraz niskie poziom mocy
akustycznej nawiewników pomieszczeniu. Skutecznie usuwa zanieczyszczenia znajdujące się
powietrzu. Nie możemy jednak zapominać, że wentylacja wyporowa nie jest rozwiązaniem idealnym i
może ograniczyć skuteczność systemu poprzez niską skuteczność w trybie ogrzewania bądź
występowanie większych oporów przepływu powietrza.
Literatura
[1] Ziętek P.: Zmienność charakterystyki strumienia wyporowego w warunkach nieizotermicznego
nawiewu powietrza, Politechnika Warszawska, 2007.
[2] Jędrusik K.: Rozkład temperatury powietrza w pomieszczeniu przy wentylacji wyporowej.
Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Klimatyzacji i Ogrzewnictwa.
Praca doktorska. Wrocław 2011.
Opracowanie mgr inż. Agata Jastrzębska, www.klimatyzacja.pl, www.ogrzewnictwo.pl
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.
Zdjęcie przestawia nawiewnik wyporowy DRGa firmy Swegon.