Articolo Tecnologico

Angoli di Svolta per Condotte d'Aria

Soluzioni di alette guida ad alte prestazioni per gallerie del vento, sistemi HVAC e applicazioni industriali

Panoramica Principi ed Efficienza Caratteristiche in Evidenza Applicazioni Installazione Documentazione Riferimenti

Introduzione alle Alette Guida

Nel regno della gestione del flusso d'aria, la progettazione degli angoli delle condotte gioca un ruolo chiave nell'efficienza e nella funzionalità della ventilazione, dei sistemi HVAC e delle gallerie del vento. Quando l'aria è costretta a fare una svolta brusca, come spesso richiesto nelle canalizzazioni, incontra una maggiore resistenza idraulica, portando a maggiori perdite di pressione e turbolenza. Ciò non solo compromette l'efficienza del sistema richiedendo più energia per mantenere il flusso d'aria, ma impatta anche sull'integrità strutturale della canalizzazione a causa delle pressioni irregolari esercitate dai flussi turbolenti.

È qui che entrano in gioco le alette guida, note anche come alette d'angolo o alette di svolta (Fig.1). Progettate per essere installate all'interno degli angoli, le alette d'angolo della condotta consentono all'aria di navigare la svolta con una resistenza minima, riducendo efficacemente le perdite di pressione e mitigando la turbolenza senza la necessità dello spazio aggiuntivo richiesto dalle curve a raggio morbido. Ciò rende le alette guida una soluzione ideale per gestire il flusso d'aria in modo efficiente in uno spazio compatto.

Fig.1. Assemblaggio sezione d'angolo alette guida Tunnel Tech

Sezioni di alette guida ad alte prestazioni che competono con le soluzioni HVAC generiche.

La soluzione tradizionale per superare i citati fenomeni dannosi di aumento della turbolenza, perdita di pressione e rumore in una condotta a curvatura ripida è progettare gomiti radiali per condotte (Fig.2 e Fig.4, caso 2). Questi gomiti, sebbene efficaci in una certa mitigazione della turbolenza, del rumore e delle perdite di pressione (che sono comuni in una curva a gomito come visto nella Fig.4, caso 1), hanno il loro insieme di problemi.

Diverse canalizzazioni di ventilazione tradizionali con una svolta realizzata in lamiera curvata dolcemente con direttori di flusso piegati sono presentate nella Fig.2 a sinistra. L'immagine rappresenta alcuni esempi di varianti standard comunemente utilizzate nelle condotte HVAC, ad es. conformi agli standard per condotte DW144.

Tali soluzioni di condotte sono comuni ed economiche per piccole applicazioni nell'ingegneria civile, piccole imprese e sistemi HVAC a bassa potenza dove il costo dell'energia non è un fattore significativo. Tuttavia, questo design non è una buona soluzione per sistemi di ventilazione e raffreddamento su media e larga scala e generazione di energia ad alta capacità, metallurgia, turbomacchine, scambiatori di calore, recupero del calore di scarto e moderne applicazioni di energia verde e rinnovabile dove l'efficienza idraulica e il risparmio energetico sono un must.

Tuttavia, non è necessario costruire ogni volta una condotta personalizzata non standard quando il consumo energetico di una rete idraulica deve essere ottimizzato alla perfezione. La stessa Figura 2 a destra mostra una variante della sezione di alette guida diagonali di Tunnel Tech, che è efficiente dal punto di vista energetico, a basso rumore e bassa turbolenza, pur soddisfacendo gli standard industriali per i sistemi HVAC, ma può anche essere utilizzata in casi d'uso industriali su larga scala e ad alta potenza. Un esempio di una struttura su larga scala in cui la sezione di alette guida diagonali può essere facilmente integrata è mostrato nella Fig.3.

Tradizionale gomito liscio HVAC di media scala con aletta separatrice in lamiera, standard DW144 (a sinistra), e assemblaggio diagonale alette guida Tunnel Tech ad alte prestazioni per condotte d'aria standard (a destra)

Fig.2. Tradizionale gomito liscio HVAC di media scala con aletta separatrice in lamiera, standard DW144 (a sinistra), e assemblaggio diagonale alette guida Tunnel Tech ad alte prestazioni per condotte d'aria standard (a destra).

Fig.3. Sezioni di svolta condotte d'aria Tunnel Tech su larga scala per gallerie del vento, generazione di energia e applicazioni industriali.

Progettazione delle Alette Guida per Perdita di Carico, Turbolenza e Riduzione del Rumore

Per il confronto di diversi design di angoli di svolta, le perdite di carico (ΔP) e i modelli di flusso simulati tramite CFD sono riportati nella Fig.4 sottostante. La velocità del flusso d'aria in ingresso di 20 m/s e una condotta quadrata di 2×2 m sono state scelte come esempio dimostrativo. L'intervallo di velocità di 20 m/s è stato scelto a scopo dimostrativo, poiché normalmente le gallerie del vento verticali di livello professionale per il paracadutismo indoor operano per la maggior parte del tempo in modalità in cui la velocità del flusso nella sezione rotante varia tra 10 e 30 m/s. I calcoli CFD sono stati eseguiti per 1 atmosfera standard a 20°C e zero umidità dell'aria con un gas comprimibile e una parete adiabatica con una rugosità di 250 µm. È stata utilizzata una mesh da 6 a 10 milioni di celle per dominio. Sono stati applicati un profilo di ingresso piatto e una turbolenza del 2% al confine di ingresso. La turbolenza è stata trattata utilizzando il modello k-ε.

NB! Si prega di notare che le illustrazioni mostrate in Fig.4 sono esempi particolari, presentati esclusivamente allo scopo di illustrare i principi operativi e confrontare alcuni tipi di sezioni d'angolo rotanti. Questi casi non possono essere interpretati come generali per assolutamente ogni caso d'uso. Per ogni sistema di ventilazione reale o altra rete idraulica, devono essere presi in considerazione parametri idraulici specifici, dimensioni e forma della condotta, rugosità e irregolarità strutturali, disomogeneità del flusso e parametri fisici esatti del gas per ogni punto di calcolo. È possibile ordinare tale calcolo per un sistema specifico contattandoci.

Sono descritti i seguenti casi di progettazione:

Sezione d'angolo senza alette guida.
Sezione d'angolo curvata dolcemente (r = ½ dell'altezza della condotta) con direttori di flusso a curvatura radiale. La perdita di carico dipende anche dal numero e dalla geometria dei distanziatori della condotta. È mostrato l'esempio con un numero ridotto al minimo di piastre divisorie del flusso d'aria dalla forma ottimale.
Semplici piastre sottili curvate radialmente (spessore 10-20mm).
Tipiche alette guida non ottimizzate dei concorrenti più diretti.
Alette guida Tunnel Tech (TTE-TV) con profilo ottimizzato.

Il problema più significativo delle condotte a curvatura circolare con un piccolo numero di semplici separatori a piastra piegata (o senza alette guida affatto) è il modello di distribuzione della pressione e della velocità all'uscita della sezione di svolta (Fig.4, caso 2, vedere la sezione trasversale di uscita). Questo modello mostra che la velocità aumenterà dalla parete esterna alla parete interna di ciascun sottodominio del flusso, portando a un flusso non uniforme, grande turbolenza e rumore. Minore è il raggio di curvatura, maggiore è la possibilità di separazione del flusso, distorsione del campo di pressione e velocità, livello di rumore e valore della perdita di carico.

L'unico modo per superare questi problemi è un grande raggio di curvatura di tale sezione d'angolo e l'aumento del numero di alette guida del flusso d'aria. Qui sorge il secondo problema: lo spazio maggiore richiesto per ospitare tali curve e il costo del materiale di diversi distanziatori radiali della condotta, dimensionati sulla sezione trasversale della condotta. Nei grandi sistemi di condotte, l'implementazione di curve a raggio morbido può portare a strutture irragionevolmente grandi, rendendo questo approccio impraticabile in molti scenari, specialmente dove lo spazio è limitato. Lo spazio aggiuntivo necessario è mostrato dalle linee tratteggiate nella Fig.4, caso 2 sottostante. Bisogna aumentare l'altezza e la larghezza di ogni curva di almeno ½ della dimensione della condotta. Per le gallerie del vento a ricircolo ciò significa l'aumento delle dimensioni dell'edificio di diversi metri in ogni direzione, il che porta a costi di canalizzazione più elevati e maggiori investimenti di capitale. Inoltre, ogni divisore di flusso costerà quanto la parete della condotta.

Fig.4. Sezioni d'angolo in un sistema di condotte - confronto di design e prestazioni

La soluzione ottimale per gallerie del vento e ventilazione industriale sono le alette di svolta con profilo alare disposte lungo la diagonale come illustrato nella Figura 4, casi 3-5.

Tutte le immagini CFD sopra riportate corrispondono alla sezione d'angolo della condotta d'aria con ingresso 2x2m a una velocità del flusso d'aria di 20 m/s, come esempio più rilevante per i casi d'uso del paracadutismo indoor e delle gallerie del vento subsoniche a bassa velocità.

La Figura 4 caso 3 mostra una sezione d'angolo con semplici alette guida realizzate in sottili lamiere metalliche piegate. La Fig.4 caso 4 è il miglior esempio di alette di svolta disponibili dai più diretti concorrenti di TunnelTech. Entrambe hanno una lunghezza della corda inferiore e una forma del profilo alare non ottimizzata, risultando in quella che appare come una non uniformità residua del flusso all'uscita della sezione, una maggiore resistenza aerodinamica e rumore della condotta. Le alette sottili realizzate in semplici lamiere piegate superano solitamente i livelli di rumore ammissibili anche a bassa velocità dell'aria, e un'opzione con un profilo spesso e corto con basso rapporto corda-spessore avrà anche una superficie inferiore, il che è indesiderabile nelle applicazioni in cui vengono utilizzate alette guida raffreddate per il trasferimento di calore.

Nella parte inferiore della Figura 4 caso 5, è mostrato l'angolo della condotta equipaggiato con alette guida Tunnel Tech ad alte prestazioni (per l'ordine fare riferimento al seguente p/n: TTE-TV-90). Come si può vedere dalle sezioni trasversali, il flusso è più uniforme nel caso di alette guida correttamente profilate, il che porta a una minore perdita di carico e bassa turbolenza.

Anche il profilo di pressione/velocità dell'aria in uscita è molto migliore per le sezioni d'angolo di Tunnel Tech equipaggiate con alette a corda lunga rispetto ad altri casi. Ciò si traduce in una qualità aerodinamica Tunnel Tech senza rivali, come riflesso in numerose recensioni di paracadutisti professionisti e altri clienti.

Tutti i dati discussi sopra, inclusa la lunghezza della corda e le opzioni di raffreddamento, sono disponibili anche nella Tabella 1.

Tabella 1. Parametri comparativi per i casi 1-5 della Figura 4.

Caso / Tipo di aletta	ΔP (Pa) (*)	ξ (*)	Lunghezza corda (mm)	Raffreddamento
1. Nessuna aletta, svolta brusca	114	0.47	—	No
2. Sezione d'angolo curvata dolcemente	41	0.17	> 2000	No
3. Semplici piastre sottili curvate radialmente	80	0.33	250–500	No
4. Alette guida dei concorrenti più diretti	88	0.37	280	Sì
5. Alette guida ottimizzate Tunnel Tech	57	0.24	500	Sì

I valori del coefficiente di perdita idraulica per l'intervallo di velocità fino a 100 m/s per la sezione di svolta della condotta con alette TunnelTech e della concorrenza, senza variazioni dovute alla scelta dei dati iniziali, sono riportati nella Fig.5.

Maggiori dettagli sulle perdite idrauliche lungo la lunghezza della condotta, la resistenza locale e il coefficiente di perdita idraulica totale sono riportati di seguito.

Confronto della sezione di svolta Tunnel Tech e della concorrenza. Coefficiente di perdita idraulica di Darcy-Weisbach per la stessa geometria e condizioni di calcolo iniziali.

Fig.5. Confronto della sezione di svolta Tunnel Tech e della concorrenza. Coefficiente di perdita idraulica di Darcy-Weisbach per la stessa geometria e condizioni di calcolo iniziali.

Mitigazione della Turbolenza per Calcoli Affidabili di Sicurezza Idraulica e Strutturale

Fig.6. Scala di turbolenza della sezione d'angolo Tunnel Tech (m) @ 20 m/s

Un profilo di pressione/velocità fluido e prevedibile è particolarmente importante per applicazioni in cui un'elevata turbolenza o la separazione del flusso non sono accettabili, come gallerie del vento sperimentali, strutture per il paracadutismo indoor e applicazioni ad alta potenza. Questi fenomeni parassiti, così come le pulsazioni di pressione causate dalla separazione del flusso e dalla turbolenza su larga scala, sono inaccettabili anche in installazioni che richiedono l'assenza di vibrazioni indotte acusticamente e dove non sono consentite deviazioni della pressione statica a causa dei requisiti di stabilità strutturale della condotta d'aria. Inoltre, questi flussi turbolenti sono una fonte comune di rumore, riducendo ulteriormente le prestazioni complessive del sistema e il comfort fornito agli utenti finali.

Va inoltre considerato che le irregolarità del flusso tendono a svilupparsi e intensificarsi ulteriormente, se non vengono utilizzati speciali raddrizzatori, nidi d'ape, reti di deturbolizzazione o altri dispositivi di gestione del flusso d'aria [1-3]. Un'analisi gasdinamica precisa richiede di calcolare la resistenza di ogni successivo elemento della condotta tenendo conto del reale profilo di pressione/velocità in ingresso, generato nell'elemento precedente della rete idraulica. Per reti idrauliche lunghe è spesso impossibile eseguire una simulazione CFD dell'intero sistema a causa delle enormi dimensioni. Per tale situazione, vengono utilizzati calcoli semi-empirici approssimativi che coinvolgono numeri adimensionali del fluido e criteri geometrici [4] o software basati su tali metodi. Inoltre, la modellazione FEA per determinare la stabilità strutturale della condotta viene tipicamente eseguita con un campo di pressione statica stabile applicato alle pareti della condotta. Pertanto, gravi irregolarità del flusso che si sviluppano a valle possono anche introdurre errori nelle indagini critiche per la sicurezza delle strutture portanti.

I metodi approssimativi di solito non trattano la distorsione del profilo di velocità all'ingresso dell'elemento della rete idraulica e, nel migliore dei casi, tengono conto se il profilo è sviluppato o non ancora sviluppato (uniforme) e dei parametri dello strato limite. Nelle gallerie del vento e nei sistemi di ventilazione industriale, ogni svolta del flusso può causare non uniformità e forte vorticità del flusso, il che porta a incertezza nei calcoli della resistenza idraulica in lunghe reti idrauliche. Pertanto, ove possibile, si dovrebbe evitare la comparsa di grandi irregolarità del profilo di velocità.

Si può vedere nella Fig.6 e da quanto dimostrato sopra che i parametri delle sezioni di svolta con alette guida TunnelTech sono tali da non creare ulteriori disturbi al flusso ma possono anche essere utilizzati per smorzare vortici e non uniformità a valle della sezione di svolta. Pertanto, la sezione rotante con alette TunnelTech può anche agire come un efficace raddrizzatore di flusso, se installata dopo il ventilatore assiale, il diffusore della condotta, lo scambiatore di calore, la sezione di prova, la ramificazione o l'innesto in una condotta, o qualsiasi altro oggetto che genera turbolenza.

Coefficiente di Resistenza Locale

Le caratteristiche di resistenza locale dell'angolo di svolta possono essere calcolate utilizzando la nota equazione di Darcy-Weisbach:

ΔP = ξ · ρ · v² / 2

Dove:

ΔP – perdite di pressione totali (perdita di carico) in Pa;
ξ – coefficiente di resistenza locale (Darcy-Weisbach);
ρ – densità del fluido (kg/m³);
V – velocità del fluido nella sezione trasversale di ingresso (m/s).

Questi parametri, che determinano l'efficienza energetica della condotta d'aria, dipendono fortemente dal design delle alette guida.

Secondo [4] la resistenza totale di un elemento idraulico complesso può essere rappresentata come una somma della resistenza di attrito lungo la lunghezza ξ_L e della resistenza locale ξ₀:

ξ_SUM = ξ_L + ξ₀

Per una condotta d'aria rettilinea la resistenza lungo la lunghezza è proporzionale alla lunghezza e inversamente proporzionale al diametro idraulico, che è espresso dalla formula:

ξ_L = (L / D) · f

dove f è il fattore di attrito di Darcy.

Nel caso di tubi di forma semplice (es. circolare, quadrata, esagonale), f può essere espresso da una dipendenza non lineare solo dal numero di Reynolds – vedere il Capitolo 2 in [4] o https://en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation

Il fattore di attrito f per un semplice tubo rotondo (condotta circolare) con pareti lisce, con un profilo di flusso stabilizzato sviluppato all'ingresso e per regime turbolento (numeri di Reynolds Re > 4×10³) può essere calcolato con la formula:

f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²

Per le condotte reali, deve essere presa in considerazione anche la rugosità.

La Fig.7 sottostante mostra un grafico del fattore di attrito di Darcy rispetto al numero di Reynolds Re per varie rugosità relative della parete, pubblicato per la prima volta da Nikuradze in [5-8]. Questo grafico è noto anche come diagramma di Moody [9] o correlazione di Colebrook-White [10-11]. Studi moderni per tubi lisci possono essere trovati in [12].

Questo diagramma mostra la complessa dipendenza di f(Re) per un tubo rotondo con diversa rugosità. Per tubi quadrati e altri non circolari, il diagramma sarà più complicato. Pertanto, i regimi di flusso (numero di Reynolds), la forma della condotta e la rugosità relativa della parete devono essere presi in considerazione.

Diagramma di Moody (alias Nikuradze), che mostra il fattore di attrito di Darcy-Weissbach fD tracciato rispetto al numero di Reynolds Re per varie rugosità relative

Fig.7. Diagramma di Moody (alias Nikuradze), che mostra il fattore di attrito di Darcy–Weissbach f_D tracciato rispetto al numero di Reynolds Re per varie rugosità relative – Diagramma originale: S Beck e R Collins, University of Sheffield, Condiviso sotto CC BY-SA 4.0, wikimedia.org

Nel caso di condotte reali rugose, è ancora possibile rappresentare la resistenza totale come somma ξ_SUM = ξ_L + ξ₀ della resistenza lungo la lunghezza e della resistenza locale.

Questa rappresentazione della somma semplifica lo studio dei parametri della condotta, poiché la resistenza locale ξ₀ può essere calcolata per una geometria dell'elemento semplificata – ad esempio, in una formulazione periodica del problema con un dominio di calcolo più piccolo o in una versione 2D del problema. Si noti l'enorme dimensione del dominio computazionale degli esempi mostrati in Fig.4, dove la sezione ha un'altezza di 3 e una lunghezza di 18 metri, e la convergenza della griglia inizia ad apparire adeguatamente a una dimensione di oltre 10 milioni di elementi mesh. Una variante della formulazione del problema con condizioni periodiche o 2D per questi casi potrebbe avere un ordine di grandezza inferiore di elementi mesh, e il calcolo semplificato di ogni punto di velocità per il grafico ΔP(v) richiederebbe solo una questione di minuti o addirittura secondi anziché ore.

Pertanto, la partizione nella somma di due resistenze può semplificare significativamente i calcoli: si può determinare rapidamente la resistenza locale ξ₀ e poi aggiungere la resistenza lungo la lunghezza ξ_L. Quest'ultima può essere stimata rapidamente da tabelle note o da formule approssimative utilizzando equazioni semplificate basate su numeri adimensionali e parametri geometrici della condotta d'aria. Per elementi idraulici e di rete di condotte con bruschi cambiamenti nella direzione del flusso (gomiti angolati, curve morbide, curve a diversi angoli con e senza alette guida), un approccio e un metodo simili sono presentati nei Capitoli 6-1 e 6-2 nel completo Handbook of hydraulic resistance [4].

Caratteristiche in Evidenza

Le alette guida del flusso d'aria di Tunnel Tech (prodotto TTE-TV) sono all'avanguardia di questa tecnologia, offrendo un'efficienza senza pari nella gestione del flusso d'aria. I nostri prodotti sono progettati per una vasta gamma di applicazioni, dalle strutture per il paracadutismo indoor e gallerie del vento ai sistemi HVAC e di ventilazione, incarnando l'avanguardia del design aerodinamico e dell'efficienza energetica.

Prestazioni della Sezione Alette Guida nelle Condotte d'Aria

Le alette guida del flusso d'aria ad alte prestazioni di Tunnel Tech stabiliscono lo standard del settore per potenza ed efficienza aerodinamica. Le nostre alette guida a risparmio energetico sono progettate per ridurre al minimo l'attrito aerodinamico, garantendo un flusso d'aria regolare e riducendo il consumo energetico.

Le alette guida TunnelTech hanno eccellenti caratteristiche di resistenza locale della condotta d'aria. I parametri di resistenza, calcolati utilizzando l'equazione di Darcy-Weisbach, come descritto sopra, sono presentati nelle figure seguenti (vedere Fig.8 sotto) e nella Scheda Tecnica Alette Guida.

In generale, per il caso in cui la dimensione della condotta è sconosciuta, vengono forniti valori per un elemento idealizzato caratterizzato da condizioni al contorno laterali periodiche, senza tenere conto del contributo apportato dalla resistenza aggiuntiva della parete lungo la lunghezza, dalla rugosità e dall'influenza di altri parametri locali. Nella Fig.8 sono riportati i valori per un elemento d'angolo rotante idealizzato con alette Tunnel Tech, calcolato nell'approssimazione di sequenza periodica infinita di 15 pale con condizioni al contorno periodiche.

Fig.8. Coefficiente di resistenza locale e corrispondente perdita di carico dell'aletta guida Tunnel Tech.

Se il sistema HVAC o altro sistema idraulico è costituito da condotte che generalmente non cambiano la forma della sezione trasversale dell'area di flusso lungo il percorso del flusso, è conveniente stimare la resistività per unità di lunghezza per calcoli approssimativi (da stimare, ovviamente, per l'intero intervallo di velocità):

K_L = ξ_L / L = f / D_h

dove D_h è un diametro idraulico della condotta. Il valore di K_L è facile da determinare dai libri di riferimento, come discusso sopra. Pertanto, moltiplicando questo per la lunghezza e aggiungendo i valori di resistenza locale ξ₀ ottenuti dalle schede tecniche o calcolati indipendentemente, è possibile stimare rapidamente la perdita di pressione totale nel sistema.

ξ_SUM = K_L · L + ξ₀

Gli esempi illustrativi sopra riportati mostrati in Fig.4 di una condotta quadrata di 2×2 metri con i parametri del gas e la rugosità utilizzati nel calcolo hanno una resistività per unità di lunghezza dell'ordine di KL = ξL / L ~ 2.1 Pa. Questo valore si applica quando si valuta una condotta quadrata senza tenere conto di curve, alette o altre apparecchiature interne. Per una lunghezza totale di 21 metri che la massa d'aria percorre lungo la condotta si avrà una perdita di carico di ~44 Pascal. Aggiungendo a questo il valore mostrato in Fig.8 (11 Pa per una velocità di 20 m/s presa secondo la Scheda Tecnica Alette Guida (Tabella A.2.1) si ottiene una resistenza totale di 55 Pa per una reale sezione di condotta quadrata 2×2 con alette rotanti al suo interno. Questo valore è in buon accordo con il valore mostrato in Fig. 4, caso 5.

Maggiori informazioni su modi approssimativi per calcolare le resistenze delle condotte di qualsiasi forma senza utilizzare metodi CFD possono essere facilmente trovate in <a href="#references">[4]</a> o letteratura simile.

NB! Si prega di notare che gli esempi mostrati in Fig.4 sono solo un caso speciale per dimostrare il funzionamento delle alette rotanti e non possono essere utilizzati per valutare una condotta arbitraria! La Figura 8 è applicabile in un contesto più ampio, tuttavia, devono essere considerati i parametri specifici della condotta del cliente. Ogni sistema specifico necessita di un'analisi dettagliata, che è possibile ordinare da Tunnel Tech. Per un calcolo accurato della resistenza idraulica della condotta e una valutazione esperta del consumo energetico della vostra ventilazione o attrezzatura per galleria del vento, vi preghiamo di contattarci.

Ulteriori informazioni sui servizi e R&D possono essere trovate anche nella pagina Tecnologia e nella sezione Servizi.

Alette Guida per Raffreddamento e Riscaldamento Industriale

Unici tra le alette guida per condotte d'aria industriali, i nostri prodotti offrono la capacità di far circolare liquido refrigerante ad alta portata, consentendo un efficiente raffreddamento o riscaldamento dell'aria mentre passa attraverso la condotta. Questa caratteristica apre nuove possibilità nella regolazione termica per l'uso di alette per il controllo del clima interno e scambiatori di calore integrati nella condotta a bassa resistenza, fornendo ai nostri clienti soluzioni versatili per le loro esigenze di flusso d'aria.

Valutate utilizzando il metodo di calcolo HTC_L (Coefficiente di Trasferimento Termico per metro lineare), che quantifica il flusso termico (in Watt) per metro di lunghezza dell'aletta guida per ogni Kelvin di differenza di temperatura media logaritmica (ΔT_LMTD) tra l'aria esterna e il refrigerante dell'aletta d'angolo, le nostre alette guida sono progettate per un'efficace dissipazione del calore in varie condizioni di flusso d'aria, garantendo prestazioni stabili e regolazione della temperatura.

I parametri del Coefficiente di Trasferimento Termico per le alette guida raffreddate ad acqua sono presentati nella Fig.9, sia per aria umida che secca, dove ΔP [kPa] rappresenta la differenza di pressione dell'acqua tra le porte di ingresso e uscita dell'aletta (blu e rosso nella Fig.10).

Fig.10. Canali di raffreddamento alette guida

Fig.9. Coefficiente HTC_L. Aria secca (RH=0%) e umida (RH=90% a 30 °C) a diversa differenza di pressione del refrigerante (acqua) tra le porte di ingresso e uscita del canale del refrigerante.

Alette Guida per Recupero Calore di Scarto

Le alette guida raffreddate con canali di scambio termico integrati offrono una soluzione versatile per il recupero del calore di scarto in una varietà di applicazioni. Quando integrate nei sistemi di scambio termico, queste alette possono catturare l'energia termica in eccesso che andrebbe altrimenti persa, trasferendola ai sistemi di recupero del calore, migliorando così significativamente l'efficienza complessiva del sistema.

Nelle applicazioni pratiche, questa tecnologia può essere utilizzata in molteplici aree. Ad esempio, nei processi industriali, le alette guida raffreddate possono recuperare il calore di scarto dai gas di scarico e reindirizzarlo per preriscaldare fluidi o aria in ingresso, riducendo così il consumo energetico. Nei sistemi HVAC, principi simili sono impiegati attraverso dispositivi come ventilatori a recupero di calore (HRV) e ventilatori a recupero di energia (ERV), che trasferiscono calore tra i flussi d'aria di scarico e in ingresso. Questo processo riduce al minimo l'energia richiesta per riscaldare o raffreddare l'aria in ingresso, portando a sostanziali risparmi energetici.

Inoltre, le alette guida raffreddate possono essere integrate nei sistemi utilizzati nei settori della generazione di energia e delle energie rinnovabili. Ad esempio, nei sistemi di cogenerazione (CHP), il calore di scarto dalla generazione di elettricità viene recuperato e utilizzato per scopi di riscaldamento, migliorando l'efficienza complessiva del sistema. Nei sistemi di energia geotermica, queste alette possono aiutare a gestire l'energia termica estratta dalla terra, ottimizzando i processi di trasferimento del calore.

Nelle iniziative per l'energia verde e rinnovabile, il recupero del calore di scarto gioca un ruolo critico nel ridurre l'impronta di carbonio e migliorare la sostenibilità dei sistemi energetici. Questo approccio si allinea con i principi della produzione snella migliorando l'efficienza delle risorse e riducendo i costi operativi attraverso un'efficace gestione del calore. Inoltre, nei progetti ESG, l'incorporazione di tali tecnologie dimostra un impegno a ridurre al minimo l'impatto ambientale e ottimizzare l'uso delle risorse, allineandosi con obiettivi di sostenibilità più ampi.

Recupero Calore – Progetti Correlati

Tunnel Tech ha una vasta esperienza nell'implementazione di progetti che coinvolgono lo scambio termico e sistemi HVAC progettati per il recupero del calore di scarto utilizzando alette guida raffreddate. Integrando queste alette in configurazioni di scambio termico, progettate per catturare e riutilizzare l'energia termica che andrebbe altrimenti persa, Tunnel Tech consente un recupero più efficace del calore di scarto da vari processi industriali e commerciali. Questo approccio non solo migliora l'efficienza energetica, ma supporta anche gli obiettivi di sostenibilità riducendo il consumo energetico e i costi operativi.

Applicazioni

Le nostre alette guida servono una vasta gamma di settori e applicazioni

Sistemi HVAC

Edifici Commerciali	Ottimizzazione delle condotte; Efficienza energetica; Riduzione dei costi operativi; Miglioramento della salute e della sicurezza attraverso una gestione efficiente della qualità dell'aria e della temperatura;
Complessi Residenziali	Garantire ambienti abitativi confortevoli con qualità e flusso dell'aria ottimali; Miglioramento della salute e della sicurezza;
Data Center	Le alette per la gestione termica del flusso d'aria mantengono livelli critici di temperatura e umidità per le prestazioni e la longevità dei server;

Sistemi di Ventilazione per Ingegneria Civile

Ospedali e Strutture Sanitarie	Le alette guida a funzionamento silenzioso forniscono un controllo vitale della qualità dell'aria per proteggere pazienti e personale; Migliorando la salute e la sicurezza attraverso una gestione efficiente della qualità dell'aria e della temperatura
Istituti Educativi	Creare ambienti di apprendimento favorevoli attraverso una migliore circolazione dell'aria

Controllo Ambientale

Elettronica, Biotecnologie, Tecnologie Alimentari e altre strutture Hi-tech / Camere Bianche	Regolazione di temperatura e umidità per produzioni high-tech ed esigenti; Le alette di condizionamento dell'aria mantengono rigorosi standard di flusso d'aria per la produzione e la ricerca
Arene Sportive	Garantire comfort e sicurezza sia per gli atleti che per gli spettatori

Applicazioni Industriali e Specializzate

Costruzione e Manutenzione di Tunnel	Migliorare la qualità dell'aria e la sicurezza per i lavoratori negli ambienti dei tunnel;
Impianti Industriali	Ottimizzazione delle condotte; Efficienza energetica; Sviluppo sostenibile; Riduzione dei costi operativi;
Fonderie e impianti per impieghi gravosi	Efficienza energetica; Riduzione dei costi operativi; Recupero dell'energia termica di scarto; Decarbonizzazione ed ESG; Condotte d'aria HVAC per impieghi gravosi; Gestione termica;
Ingegneria Navale	Migliorare i sistemi di ventilazione su navi e sottomarini per il comfort dell'equipaggio e l'affidabilità delle apparecchiature;
Attività Minerarie e Costruzioni Sotterranee	Fornire ventilazione cruciale ai siti minerari e ad altre strutture sotterranee riducendo il rischio di condizioni pericolose;

Ciascuna di queste applicazioni beneficia in modo significativo del design avanzato e della funzionalità delle alette guida TunnelTech, segnando un passo avanti nella gestione efficiente del flusso d'aria. Scegliendo le alette guida a bassa resistenza di TunnelTech, i clienti possono aspettarsi non solo di soddisfare ma di superare i propri obiettivi di prestazione del sistema, il tutto mentre

•riducendo il consumo energetico * fino al 30%
•riducendo il rumore * del 60%, rispetto alle condotte d'aria convenzionali.

* – risultati sperimentali per la geometria della galleria del vento TT45Pro.

Per richieste e maggiori dettagli su come le nostre alette guida possono essere personalizzate per soddisfare esigenze specifiche, vi invitiamo a contattare il nostro team. Lasciate che TunnelTech sia il vostro partner nel raggiungimento di soluzioni ottimali per la gestione del flusso d'aria.

Installazione e Manutenzione

Guida all'Installazione

•
Dimensioni e Specifiche
Verificare le dimensioni della condotta e le specifiche delle alette guida prima dell'installazione
•
Opzioni di Montaggio
Disponibili in configurazioni a morsetto, imbullonate e saldate
•
Movimentazione del Carico
Seguire le linee guida per la movimentazione del carico per un trasporto e un posizionamento sicuri
•
Installazione Passo-Passo
Istruzioni dettagliate per l'installazione fornite con ogni consegna del prodotto

Consigli di Manutenzione

•
Programma di Ispezione
Ispezioni visive regolari per garantire l'allineamento delle alette e l'integrità strutturale
•
Procedure di Pulizia
Pulizia periodica per rimuovere l'accumulo di polvere e detriti sulle superfici delle alette
•
Monitoraggio dell'Usura
Monitorare segni di corrosione, erosione o danni meccanici
•
Guida alla Risoluzione dei Problemi
Affrontare problemi comuni come vibrazioni, rumore o ridotta efficienza del flusso d'aria

Documentazione

Scheda Tecnica Prodotto TTE-TSA

Le informazioni tecniche sugli assemblaggi delle sezioni d'angolo per gallerie del vento Tunnel Tech e sui parametri delle alette guida sono disponibili in una scheda tecnica completa per i prodotti TTE-TSA e TTE-TV. La documentazione contiene informazioni sulle opzioni di progettazione, le resistenze locali per angoli di svolta del flusso a 90 gradi orizzontali e verticali, nonché i parametri idraulici e di trasferimento termico per le alette guida raffreddate.

Scarica la Scheda Tecnica TTE-TSA (PDF)

Riferimenti e Pubblicazioni Correlate

Ulteriori informazioni sulla progettazione e ottimizzazione delle pale rotanti per gallerie del vento, canalizzazioni industriali, condotte HVAC e apparecchiature per la gestione del flusso d'aria, raddrizzatori per ventilatori ecc. possono essere trovate ai link sottostanti:

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Vedi anche:

Diagramma di Moody: en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart
Darcy-Weisbach: en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
Fattore di attrito: en.wikipedia.org/wiki/Fanning_friction_factor, en.wikipedia.org/wiki/Darcy_friction_factor_formulae
Perdita per attrito: en.wikipedia.org/wiki/Friction_loss