Teknikartikel

Hörnsektioner för luftkanaler

Högpresterande ledskovlar för vindtunnlar, HVAC-system och industriella applikationer

Översikt Principer & Effektivitet Produkthöjdpunkter Applikationer Installation Dokumentation Referenser

Introduktion till ledskovlar

Inom luftflödeshantering spelar utformningen av kanalhörn en nyckelroll för effektiviteten och funktionen hos ventilation, HVAC-system och vindtunnlar. När luft tvingas göra en skarp sväng, vilket ofta krävs i kanalsystem, uppstår ett ökat hydrauliskt motstånd, vilket leder till högre tryckförluster och turbulens. Detta äventyrar inte bara systemets effektivitet genom att kräva mer energi för att upprätthålla luftflödet, utan påverkar även kanalsystemets strukturella integritet på grund av de ojämna tryck som utövas av turbulenta flöden.

Det är här ledskovlar, även kallade hörnskovlar eller styrskovlar, kommer in i bilden (Fig.1). Dessa är utformade för att installeras i hörnen och låter luften passera svängen med minimalt motstånd, vilket effektivt minskar tryckförluster och dämpar turbulens utan att kräva det extra utrymme som mjuka radieböjar kräver. Detta gör ledskovlar till en idealisk lösning för att hantera luftflöden effektivt i kompakta utrymmen.

Fig.1. TunnelTech hörnsektionsenhet med ledskovlar

Högpresterande ledskovelsektioner som utmanar generiska HVAC-lösningar.

Den traditionella lösningen för att övervinna de nämnda skadliga fenomenen med ökad turbulens, tryckförlust och buller i en kraftigt krökt kanal är att utforma radiella kanalrörböjar (Fig.2 och Fig.4, fall 2). Även om dessa rörböjar är effektiva för att mildra viss turbulens, buller och tryckförluster (vilka är vanliga i en skarp böj som ses i Fig.4, fall 1), har de sina egna problem.

Flera traditionella ventilationskanalsystem med en sväng gjord av mjukt krökt plåt med böjda flödesriktare visas i Fig.2 till vänster. Bilden representerar några exempel på standardvarianter som vanligtvis används i HVAC-kanaler, t.ex. i enlighet med DW144-standarder.

Sådana kanallösningar är vanliga och kostnadseffektiva för mindre tillämpningar inom anläggningsteknik, småföretag och HVAC-system med låg effekt där energikostnaden inte är en betydande faktor. Denna design är dock inte en bra lösning för ventilations- och kylsystem i medelstor och stor skala samt för högkapacitetskraftverk, metallurgi, turbomaskiner, värmeväxlare, spillvärmeåtervinning och moderna gröna och förnybara energitillämpningar där hydraulisk effektivitet och energibesparingar är ett måste.

Det finns dock inget behov av att bygga en anpassad icke-standardkanal varje gång energiförbrukningen i ett hydrauliskt nätverk behöver optimeras till perfektion. Samma Figur 2 till höger visar en variant av TunnelTechs diagonala ledskovelsektion, som är energieffektiv, tyst och har låg turbulens, samtidigt som den uppfyller industristandarder för HVAC-system, men också kan användas i storskaliga och högeffektiva industriella användningsfall. Ett exempel på en storskalig anläggning där den diagonala ledskovelsektionen enkelt kan integreras visas i Fig.3.

Traditionell medelstor HVAC-rörböj med delningsskovel av plåt, DW144-standard (till vänster), och högpresterande TunnelTech diagonal ledskovelsenhet för standardluftkanaler (till höger)

Fig.2. Traditionell medelstor HVAC-rörböj med delningsskovel av plåt, DW144-standard (till vänster), och högpresterande TunnelTech diagonal ledskovelsenhet för standardluftkanaler (till höger).

Fig.3. Storskaliga TunnelTech-hörnsektioner för luftkanaler för vindtunnlar, kraftgenerering och industriella applikationer.

Design av ledskovlar för tryckfall, turbulens och bullerdämpning

För jämförelse av olika hörnkonstruktioner ges tryckfallen (ΔP) och CFD-simulerade flödesmönster i Fig.4 nedan. Inloppslufthastigheten på 20 m/s och en 2×2 m fyrkantig kanal valdes som ett demonstrationsexempel. Hastighetsområdet 20 m/s valdes för demonstrationsändamål, eftersom vertikala vindtunnlar av professionell klass för indoor skydiving normalt arbetar större delen av tiden i lägen där flödeshastigheten i den roterande sektionen varierar mellan 10 och 30 m/s. CFD-beräkningar utfördes för 1 standardatmosfär vid 20 °C och noll luftfuktighet med en kompressibel gas och en adiabatisk vägg med en råhet på 250 µm. Ett nät på 6 till 10 miljoner celler per domän användes. Platt inloppsprofil och 2 % turbulens applicerades vid inloppsgränsen. Turbulens behandlades med k-ε-modellen.

OBS! Observera att illustrationerna som visas i Fig.4 är specifika exempel, presenterade enbart i syfte att illustrera funktionsprinciperna och jämföra några typer av roterande hörnsektioner. Dessa fall kan inte tolkas som generella för absolut varje användningsfall. För varje verkligt ventilationssystem eller annat hydrauliskt nätverk måste specifika hydrauliska parametrar, kanalstorlek och form, råhet och strukturella oregelbundenheter, flödesinhomogeniteter och exakta fysikaliska gasparametrar beaktas för varje beräkningspunkt. Du kan beställa en sådan beräkning för ett specifikt system genom att kontakta oss.

Följande designfall beskrivs:

Hörnsektion utan ledskovlar.
Mjukt krökt hörnsektion (r = ½ av kanalhöjden) med radiellt böjda flödesriktare. Tryckfallet beror också på antalet och geometrin hos kanaldistanserna. Exemplet med minimerat antal optimalt formade luftflödesdelare visas.
Enkla radiellt böjda tunna plattor (10-20mm tjocka).
Typiska icke-optimerade ledskovlar från närmaste konkurrenter.
TunnelTechs ledskovlar (TTE-TV) med en optimerad profil.

Det mest betydande problemet med rundkrökta kanaler med ett litet antal enkla böjda plåtseparatorer (eller helt utan ledskovlar) är tryck- och hastighetsfördelningsmönstret vid hörnsektionens utlopp (Fig.4, fall 2, se utloppstvärsnittet). Detta mönster visar att hastigheten kommer att öka från ytterväggen till innerväggen i varje flödesunderdomän, vilket leder till ojämnt flöde, stor turbulens och buller. Ju mindre svängradien är, desto större är risken för flödesseparation, förvrängning av tryck- och hastighetsfält, bullernivå och tryckfallsvärde.

Det enda sättet att övervinna dessa problem är en stor krökningsradie för en sådan hörnsektion och en ökning av antalet ledskovlar för luftflödet. Här kommer det andra problemet – det ökade utrymmet som krävs för att rymma sådana böjar och materialkostnaden för flera radiella luftkanalsdistanser, dimensionerade efter kanalens tvärsnitt. I stora kanalsystem kan implementering av mjuka radieböjar leda till orimligt stora strukturer, vilket gör detta tillvägagångssätt opraktiskt i många scenarier, särskilt där utrymmet är begränsat. Det extra utrymme som behövs visas med de streckade linjerna i Fig.4, fall 2 nedan. Man måste öka höjden och bredden på varje sväng med minst ½ av kanalstorleken. För recirkulerande vindtunnlar innebär det en ökning av byggnadsdimensionerna med flera meter i varje riktning, vilket leder till högre kostnader för kanalsystemet och högre kapitalinvesteringar. Dessutom kommer varje flödesdelare att kosta lika mycket som kanalväggen.

Fig.4. Hörnsektioner i ett kanalsystem - jämförelse av design och prestanda

Den optimala lösningen för vindtunnlar och industriell ventilation är roterande sektionsskovlar med en vingprofil arrangerad längs diagonalen som visas i Figur 4, fall 3-5.

Alla CFD-bilder ovan motsvarar luftkanalens hörnsektion med 2x2m inlopp vid 20 m/s lufthastighet, som ett exempel, mest relevant för användningsfall inom indoor skydiving och låghastighets subsoniska vindtunnlar.

Figur 4 fall 3 visar en hörnsektion med enkla ledskovlar gjorda av tunna böjda metallplåtar. Fig.4 fall 4 är det bästa exemplet på roterande skovlar som finns tillgängliga från TunnelTechs närmaste konkurrenter. Båda har en mindre kordalängd och en icke-optimerad vingprofilform, vilket resulterar i vad som verkar vara kvarvarande flödesojämnhet vid sektionsutgången, större aerodynamiskt motstånd och luftkanalsbuller. Tunna skovlar gjorda av enkla böjda metallplåtar överskrider vanligtvis de tillåtna bullernivåerna även vid låg lufthastighet, och ett alternativ med en tjock och kort profil med lågt korda-till-tjocklek-förhållande kommer också att ha en mindre yta, vilket är oönskat i tillämpningar där kylda ledskovlar används för värmeöverföring.

I den nedre delen av Figur 4 fall 5 visas luftkanalshörnet utrustat med högpresterande TunnelTech-ledskovlar (för beställning se följande art.nr: TTE-TV-90). Som framgår av tvärsnitten är flödet mer enhetligt i fallet med korrekt profilerade ledskovlar, vilket leder till mindre tryckfall och låg turbulens.

Utloppsluftens tryck-/hastighetsprofil är också mycket bättre för TunnelTechs hörnsektioner utrustade med långkordaskovlar än i andra fall. Detta resulterar i oöverträffad aerodynamisk kvalitet hos TunnelTech, vilket återspeglas i många recensioner av professionella fallskärmshoppare och andra kunder.

All data som diskuterats ovan, inklusive kordalängd och kylalternativ, finns också tillgänglig i Tabell 1.

Tabell 1. Jämförande parametrar för fall 1-5 i Figur 4.

Fall / Skoveltyp	ΔP (Pa) (*)	ξ (*)	Kordalängd (mm)	Kylning
1. Inga skovlar, skarp sväng	114	0.47	—	Nej
2. Mjukt krökt hörnsektion	41	0.17	> 2000	Nej
3. Enkla radiellt böjda tunna plattor	80	0.33	250–500	Nej
4. Närmaste konkurrenters ledskovlar	88	0.37	280	Ja
5. TunnelTech optimerade ledskovlar	57	0.24	500	Ja

Värdena för den hydrauliska förlustkoefficienten för hastighetsområdet upp till 100 m/s för kanalens hörnsektion med TunnelTechs och konkurrenters skovlar, utan variation på grund av valet av initialdata, ges i Fig.5.

Mer information om hydrauliska förluster längs kanallängden, lokalt motstånd och total hydraulisk förlustkoefficient ges nedan.

Jämförelse mellan TunnelTechs och konkurrentens hörnsektion. Darcy-Weisbach hydraulisk förlustkoefficient för samma geometri och initiala beräkningsvillkor.

Fig.5. Jämförelse mellan TunnelTechs och konkurrentens hörnsektion. Darcy-Weisbach hydraulisk förlustkoefficient för samma geometri och initiala beräkningsvillkor.

Dämpning av turbulens för tillförlitliga beräkningar av hydraulisk och strukturell säkerhet

Fig.6. TunnelTech hörnsektion turbulensskala (m) @ 20 m/s

En jämn och förutsägbar tryck-/hastighetsprofil är särskilt viktig för tillämpningar där hög turbulens eller flödesseparation inte är acceptabelt, såsom experimentella vindtunnlar, anläggningar för indoor skydiving och högeffektstillämpningar. Dessa parasitiska fenomen, liksom tryckpulsationer orsakade av flödesseparation och storskalig turbulens, är också oacceptabla i installationer som kräver frånvaro av akustiskt inducerade vibrationer och där inga statiska tryckavvikelser tillåts på grund av krav på luftkanalens strukturella stabilitet. Dessutom är dessa turbulenta flöden en vanlig källa till buller, vilket ytterligare försämrar systemets totala prestanda och komforten för slutanvändarna.

Man bör också beakta att flödesojämnheter tenderar att utvecklas och intensifieras ytterligare om inte speciella flödesriktare, bikakestrukturer (honeycombs), turbulensdämpande nät eller andra enheter för luftflödeshantering används [1-3]. Exakt gasdynamisk analys kräver beräkning av motståndet för varje nästkommande luftkanalselement med hänsyn till den verkliga inloppstryck-/hastighetsprofilen, som genereras i det föregående elementet i det hydrauliska nätverket. För långa hydrauliska nätverk är det ofta omöjligt att utföra en CFD-simulering av hela systemet på grund av de enorma dimensionerna. I sådana situationer används approximativa semi-empiriska beräkningar som involverar dimensionslösa tal för fluider och geometrikriterier [4] eller programvara baserad på sådana metoder. Även FEA-modellering för att bestämma kanalens strukturella stabilitet utförs vanligtvis med ett stabilt statiskt tryckfält applicerat på kanalväggarna. Således kan allvarliga flödesojämnheter som utvecklas nedströms också introducera fel i säkerhetskritiska undersökningar av bärande strukturer.

Approximativa metoder hanterar vanligtvis inte förvrängningen av hastighetsprofilen vid inloppet till det hydrauliska nätverkselementet, och tar i bästa fall hänsyn till om profilen är utvecklad eller ännu inte utvecklad (enhetlig), samt gränsskiktsparametrarna. I vindtunnlar och industriella ventilationssystem kan varje flödessväng orsaka ojämnhet och kraftig flödesvirvling, vilket leder till osäkerhet i beräkningar av hydrauliskt motstånd i långa hydrauliska nätverk. Därför bör man, där det är möjligt, undvika uppkomsten av stora oregelbundenheter i hastighetsprofilen.

Det framgår av Fig.6 och av det som demonstrerats ovan att parametrarna för hörnsektioner med TunnelTech-ledskovlar är sådana att de inte skapar ytterligare flödesstörningar utan även kan användas för att dämpa virvlar och ojämnheter nedströms om hörnsektionen. Således kan den roterande sektionen med TunnelTech-skovlar också fungera som en effektiv flödesriktare om den installeras efter axialfläkten, kanaldiffusorn, värmeväxlaren, testsektionen, förgreningar eller uttag i en kanal, eller något annat turbulensgenererande objekt.

Koefficient för lokalt motstånd

Hörnsvängens lokala motståndsegenskaper kan beräknas med hjälp av den välkända Darcy-Weisbach-ekvationen:

ΔP = ξ · ρ · v² / 2

Där:

ΔP – totala tryckförluster (tryckfall) i Pa;
ξ – koefficient för lokalt motstånd (Darcy-Weisbach);
ρ – fluidens densitet (kg/m³);
V – fluidens hastighet vid inloppstvärsnittet (m/s).

Dessa parametrar, som bestämmer luftkanalens energieffektivitet, är starkt beroende av ledskovelns design.

Enligt [4] kan det totala motståndet för ett komplext hydrauliskt element representeras som en summa av längdfriktionsmotståndet ξ_L och det lokala motståndet ξ₀:

ξ_SUM = ξ_L + ξ₀

För en rätlinjig luftkanal är längdmotståndet proportionellt mot längden och omvänt proportionellt mot den hydrauliska diametern, vilket uttrycks med formeln:

ξ_L = (L / D) · f

där f är Darcy-friktionsfaktorn.

När det gäller enkelt formade rör (t.ex. cirkel, fyrkant, sexkant), kan f uttryckas genom ett icke-linjärt beroende endast på Reynolds tal – se Kapitel 2 i [4] eller https://en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation

Friktionsfaktorn f för ett enkelt runt rör (cirkulär kanal) med släta väggar, med en utvecklad stabiliserad flödesprofil vid inloppet och för turbulent regim (Reynolds tal Re > 4×10³) kan beräknas med formeln:

f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²

För verkliga kanaler måste även råhet beaktas.

Fig.7 nedan visar en graf över Darcy-friktionsfaktorn kontra Reynolds tal Re för olika relativa väggråheter, först publicerad av Nikuradze i [5-8]. Denna graf är också känd som Moodys diagram [9] eller Colebrook-White-korrelationen [10-11]. Moderna studier för släta rör finns i [12].

Detta diagram visar det komplexa beroendet av f(Re) för ett runt rör med olika råhet. För fyrkantiga och andra icke-cirkulära rör blir diagrammet mer komplicerat. Sålunda måste flödesregimer (Reynolds tal), kanalformen och relativ väggråhet beaktas.

Moodys (även känt som Nikuradzes) diagram, som visar Darcy-Weissbach friktionsfaktor fD plottad mot Reynolds tal Re för olika relativa råheter

Fig.7. Moodys (även känt som Nikuradzes) diagram, som visar Darcy–Weissbach friktionsfaktor f_D plottad mot Reynolds tal Re för olika relativa råheter – Originaldiagram: S Beck och R Collins, University of Sheffield, Delat under CC BY-SA 4.0, wikimedia.org

När det gäller verkliga råa kanaler är det fortfarande möjligt att representera det totala motståndet som en summa ξ_SUM = ξ_L + ξ₀ av längdmotståndet och det lokala motståndet.

Denna representation av summan förenklar studiet av kanalparametrar, eftersom det lokala motståndet ξ₀ kan beräknas för en förenklad elementgeometri – till exempel i en periodisk formulering av problemet med en mindre beräkningsdomän eller i en 2D-version av problemet. Notera den enorma storleken på beräkningsdomänen i exemplen som visas i Fig.4, där sektionen har en höjd på 3 och en längd på 18 meter, och nätkonvergens börjar framträda adekvat vid en storlek på mer än 10 miljoner nätelement. En variant av problemformuleringen med periodiska eller 2D-villkor för dessa fall skulle kunna ha en storleksordning mindre antal nätelement, och den förenklade beräkningen av varje hastighetspunkt för grafen ΔP(v) skulle ta bara några minuter eller till och med sekunder snarare än timmar.

Sålunda kan uppdelning i summan av två motstånd avsevärt förenkla beräkningar – man kan snabbt bestämma det lokala motståndet ξ₀ och sedan kan längdmotståndet ξ_L läggas till. Det senare kan snabbt uppskattas från kända tabeller eller genom approximativa formler med hjälp av förenklade ekvationer baserade på dimensionslösa tal och luftkanalens geometriparametrar. För hydrauliska element och kanalnätverkselement med abrupta förändringar i flödesriktningen (vinklade armbågar, mjuka böjar, böjar i olika vinklar med och utan ledskovlar), presenteras ett liknande tillvägagångssätt och metod i kapitel 6-1 och 6-2 i den omfattande Handbook of hydraulic resistance [4].

Produkthöjdpunkter

TunnelTechs ledskovlar för luftflöde (TTE-TV-produkt) ligger i framkant av denna teknik och erbjuder oöverträffad effektivitet inom luftflödeshantering. Våra produkter är designade för ett brett spektrum av applikationer, från anläggningar för indoor skydiving och vindtunnlar till HVAC- och ventilationssystem, och förkroppsligar spetsen inom aerodynamisk design och energieffektivitet.

Prestanda för ledskovelsektion i luftkanaler

TunnelTechs högpresterande luftflödesledskovlar sätter industristandarden för effekt och aerodynamisk effektivitet. Våra energisparande ledskovlar är konstruerade för att minimera aerodynamisk friktion, vilket säkerställer jämnt luftflöde och minskar energiförbrukningen.

TunnelTechs ledskovlar har utmärkta egenskaper för lokalt motstånd i luftkanaler. Motståndsparametrar, beräknade med Darcy-Weisbach-ekvationen, som beskrivits ovan, presenteras i följande figurer (se Fig.8 nedan) och i Datablad för ledskovlar.

Generellt sett, för fallet där kanalstorleken är okänd, ges värden för ett idealiserat element med periodiska laterala randvillkor, utan att ta hänsyn till bidraget från ytterligare väggmotstånd längs längden, råhet och påverkan av andra lokala parametrar. I Fig.8 ges värdena för ett idealiserat roterande hörnelement med TunnelTech-skovlar, vilket beräknades i den oändliga periodiska sekvensapproximationen av 15 bladstaplar med periodiska randvillkor.

Fig.8. TunnelTech ledskovel koefficient för lokalt motstånd och motsvarande tryckfall.

Om HVAC- eller annat hydrauliskt system består av kanaler som generellt inte ändrar tvärsnittsformen på flödesarean längs flödesvägen, är det bekvämt att uppskatta resistiviteten per längdenhet för approximativa beräkningar (som naturligtvis ska uppskattas för hela hastighetsområdet):

K_L = ξ_L / L = f / D_h

där D_h är en kanals hydrauliska diameter. Värdet på K_L är lätt att bestämma från referensböcker, som diskuterats ovan. Genom att multiplicera detta med längden, och lägga till värden för lokalt motstånd ξ₀ erhållna från datablad eller beräknade oberoende, är det således möjligt att snabbt uppskatta den totala tryckförlusten i systemet.

ξ_SUM = K_L · L + ξ₀

De ovanstående illustrativa exemplen som visas i Fig.4 av en 2×2 meter fyrkantig kanal med gasparametrarna och råheten som används i beräkningen har en resistivitet per längdenhet i storleksordningen KL = ξL / L ~ 2,1 Pa. Detta värde gäller vid utvärdering av en fyrkantig kanal utan att ta hänsyn till böjar, skovlar eller annan intern utrustning. För en full längd på 21 meter som luftmassan färdas längs kanalen ger detta ett tryckfall på ~44 Pascal. Om man lägger till värdet som visas i Fig.8 (11 Pa för en hastighet på 20 m/s taget enligt databladet för ledskovlar (Tabell A.2.1)) ges ett totalt motstånd på 55 Pa för en verklig 2×2 fyrkantig kanalsektion med roterande skovlar i den. Detta värde stämmer väl överens med värdet som visas i Fig. 4, fall 5.

Mer information om approximativa sätt att beräkna kanalmotstånd av valfri form utan att använda CFD-metoder kan enkelt hittas i <a href="#references">[4]</a> eller liknande litteratur.

OBS! Observera att exemplen som visas i Fig.4 endast är ett specialfall för att demonstrera funktionen hos de roterande skovlarna och kan inte användas för att utvärdera en godtycklig kanal! Figur 8 är tillämplig i ett bredare sammanhang, men de specifika parametrarna för kundens kanal måste beaktas. Varje specifikt system behöver en detaljerad analys, som du kan beställa från TunnelTech. För en exakt beräkning av kanalens hydrauliska motstånd och en expertbedömning av energiförbrukningen för din ventilations- eller vindtunnelutrustning, vänligen kontakta oss.

Ytterligare information om tjänster och FoU finns också på sidan Teknologi och i sektionen Tjänster.

Ledskovel för industriell kylning och uppvärmning

Unikt bland ledskovlar för industriella luftkanaler erbjuder våra produkter möjligheten att cirkulera kylvätska med högt flöde, vilket möjliggör effektiv kylning eller uppvärmning av luften när den passerar genom kanalen. Denna funktion öppnar upp nya möjligheter inom termisk reglering för användning av ledskovlar för inomhusklimatkontroll och värmeväxlare med lågt motstånd integrerade i luftkanaler, vilket ger våra kunder mångsidiga lösningar för deras luftflödesbehov.

Utvärderad med beräkningsmetoden HTC_L (Värmeöverföringskoefficient per linjär meter), som kvantifierar värmeflödet (i Watt) per meter av ledskovellängd för varje Kelvin av logaritmisk medeltemperaturdifferens (ΔT_LMTD) mellan den externa luften och hörnsvängens kylvätska, är våra ledskovlar konstruerade för effektiv värmeavledning över olika luftflödesförhållanden, vilket garanterar stabil prestanda och temperaturreglering.

Parametrar för värmeöverföringskoefficient för de vattenkylda ledskovlarna presenteras i Fig.9, både för våt och torr luft, där ΔP [kPa] representerar vattentrycksskillnaden mellan inlopps- och utloppsportarna på skoveln (blå och röd i Fig.10).

Fig.10. Kylkanaler i ledskovel

Fig.9. HTC_L-koefficient. Torr (RH=0%) och fuktig luft (RH=90% vid 30 °C) vid olika tryckskillnader för kylvätska (vatten) mellan inlopps- och utloppsportar för kylkanalen.

Ledskovlar för återvinning av spillvärme

Kylda ledskovlar med integrerade värmeväxlingskanaler erbjuder en mångsidig lösning för återvinning av spillvärme över en mängd olika applikationer. Genom att integrera dessa skovlar i värmeväxlingssystem kan de fånga upp överskottsvärmeenergi som annars skulle gå förlorad och överföra den till system för värmeåtervinning, vilket därmed avsevärt förbättrar den totala systemeffektiviteten.

I praktiska tillämpningar kan denna teknik användas inom flera områden. Till exempel, i industriella processer kan kylda ledskovlar återvinna spillvärme från avgaser och omdirigera den för att förvärma inkommande vätskor eller luft, vilket minskar energiförbrukningen. I HVAC-system används liknande principer genom enheter som värmeåtervinningsventilatorer (HRV) och energiåtervinningsventilatorer (ERV), som överför värme mellan frånlufts- och tilluftsströmmar. Denna process minimerar energin som krävs för att värma eller kyla inkommande luft, vilket leder till betydande energibesparingar.

Dessutom kan kylda ledskovlar integreras i system som används inom kraftgenerering och sektorer för förnybar energi. Till exempel, i kraftvärmesystem (CHP), återvinns spillvärme från elproduktion och används för uppvärmningsändamål, vilket förbättrar systemets totala effektivitet. I geotermiska energisystem kan dessa skovlar hjälpa till att hantera den termiska energin som utvinns från jorden, vilket optimerar värmeöverföringsprocesserna.

I initiativ för grön och förnybar energi spelar återvinning av spillvärme en avgörande roll för att minska koldioxidavtryck och förbättra energisystemens hållbarhet. Detta tillvägagångssätt ligger i linje med principerna för lean manufacturing genom att förbättra resurseffektiviteten och minska driftskostnaderna genom effektiv värmehantering. Dessutom, i ESG-projekt, visar införlivandet av sådana teknologier ett engagemang för att minimera miljöpåverkan och optimera resursanvändningen, i linje med bredare hållbarhetsmål.

Värmeåtervinning – Relaterade projekt

TunnelTech har omfattande erfarenhet av att genomföra projekt som involverar värmeväxling och HVAC-system utformade för återvinning av spillvärme med hjälp av kylda ledskovlar. Genom att integrera dessa skovlar i värmeväxlingsuppställningar, konstruerade för att fånga upp och återanvända termisk energi som annars skulle gå förlorad, möjliggör TunnelTech effektivare återvinning av spillvärme från olika industriella och kommersiella processer. Detta tillvägagångssätt förbättrar inte bara energieffektiviteten utan stöder också hållbarhetsmål genom att minska energiförbrukningen och driftskostnaderna.

Applikationer

Våra ledskovlar betjänar ett brett spektrum av industrier och tillämpningar

HVAC-system

Kommersiella byggnader	Optimering av kanalsystem; Energieffektivitet; Minskade driftskostnader; Förbättrad hälsa och säkerhet genom effektiv hantering av luftkvalitet och temperatur;
Bostadskomplex	Säkerställ bekväma boendemiljöer med optimal luftkvalitet och flöde; Förbättrad hälsa och säkerhet;
Datacenter	Ledskovlar för termisk hantering upprätthåller kritiska temperatur- och luftfuktighetsnivåer för serverprestanda och livslängd;

Ventilationssystem för anläggningsteknik

Sjukhus och vårdinrättningar	Tystgående ledskovlar ger vital luftkvalitetskontroll för att skydda patienter och personal; Förbättrar hälsa och säkerhet genom att effektivt hantera luftkvalitet och temperatur
Utbildningsinstitutioner	Skapa gynnsamma lärmiljöer genom förbättrad luftcirkulation

Miljökontroll

Elektronik, Bioteknik, Livsmedelsteknik och andra Hi-tech-anläggningar / Renrum	Reglera temperatur och luftfuktighet för högteknologisk och krävande produktion; Luftkonditioneringsledskovlar upprätthåller stränga luftflödesstandarder för tillverkning och forskning
Sportarenor	Säkerställ komfort och säkerhet för både idrottare och åskådare

Industriella och specialiserade applikationer

Tunnelkonstruktion och underhåll	Förbättra luftkvalitet och säkerhet för arbetare i tunnelmiljöer;
Industrianläggningar	Optimering av kanalsystem; Energieffektivitet; Hållbar utveckling; Minskade driftskostnader;
Gjuterier och tunga anläggningar	Energieffektivitet; Minskade driftskostnader; Återvinning av spillvärmeenergi; Dekarbonisering och ESG; Kraftiga HVAC-luftkanaler; Termisk hantering;
Marinteknik	Förbättra ventilationssystem på fartyg och ubåtar för besättningens komfort och utrustningens tillförlitlighet;
Gruvdrift och underjordisk konstruktion	Tillhandahåll avgörande ventilation till gruvplatser och andra underjordiska strukturer vilket minskar risken för farliga förhållanden;

Var och en av dessa applikationer drar stor nytta av den avancerade designen och funktionaliteten hos TunnelTechs ledskovlar, vilket markerar ett steg framåt inom effektiv luftflödeshantering. Genom att välja TunnelTechs ledskovlar med lågt motstånd kan kunder förvänta sig att inte bara uppfylla utan överträffa sina systemprestandamål, allt medan de

•minskar energiförbrukningen * med upp till 30 %
•minskar buller * med 60 %, jämfört med konventionella luftkanaler.

* – experimentella resultat för TT45Pro vindtunnelgeometri.

För förfrågningar och mer information om hur våra ledskovlar kan skräddarsys för att passa specifika behov, vänligen kontakta vårt team. Låt TunnelTech vara din partner för att uppnå optimala lösningar för luftflödeshantering.

Installation & Underhåll

Installationsguide

•
Dimensioner och specifikationer
Verifiera kanaldimensioner och specifikationer för ledskovlar före installation
•
Monteringsalternativ
Finns i konfigurationer för klämmontering, bultmontering och svetsmontering
•
Lasthantering
Följ riktlinjerna för lasthantering för säker transport och positionering
•
Steg-för-steg-installation
Detaljerade installationsinstruktioner medföljer varje produktleverans

Underhållstips

•
Inspektionsschema
Regelbundna visuella inspektioner för att säkerställa skoveljustering och strukturell integritet
•
Rengöringsprocedurer
Periodisk rengöring för att avlägsna damm och skräp som byggts upp på skovelytor
•
Övervakning av slitage
Övervaka tecken på korrosion, erosion eller mekaniska skador
•
Felsökningsguide
Åtgärda vanliga problem som vibrationer, buller eller minskad luftflödeseffektivitet

Dokumentation

TTE-TSA Produktdatablad

Teknisk information om TunnelTechs hörnsektionsenheter för vindtunnlar och parametrar för ledskovlar finns tillgänglig i ett omfattande datablad för TTE-TSA- och TTE-TV-produkter. Dokumentationen innehåller information om designalternativ, lokala motstånd för horisontella och vertikala 90-graders flödeshörn, samt hydrauliska och värmeöverföringsparametrar för kylda ledskovlar.

Ladda ner TTE-TSA Datablad (PDF)

Referenser och relaterade publikationer

Ytterligare information om design och optimering av roterande blad för vindtunnlar, industriella kanalsystem, HVAC-kanaler och utrustning för luftflödeshantering, fläktriktare etc. finns på länkarna nedan:

Baals, D.D., and W.R. Corliss. Wind Tunnels of NASA. NASA; SP-440. Scientific and Technical Information Branch, National Aeronautics and Space Administration, 1981. books.google.rs
Barlow, J.B., W.H. Rae, and A. Pope. Low-Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1999. books.google.rs
Pope, A., and K.L. Goin. High Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1965. books.google.rs
Idelchik, I. E. “Handbook of Hydraulic Resistance, Revised and Augmented.” Begell House, 2008. begellhouse.com
Nikuradse, J. 1933. Strömungsgesetz in rauhen Rohren, VDI Forschungshefte 361. (English translation: Laws of flow in rough pipes). Technical report, NACA Technical Memorandum 1292. National Advisory Commission for Aeronautics (1950), Washington, DC. ntrs.nasa.gov
Nikuradse, J. (1931), Strömungswiderstand in rauhen Rohren. Z. angew. Math. Mech., 11: 409-411. doi.org/10.1002/zamm.19310110603
Nikuradse, J. 1932. Laws of turbulent flow in smooth pipes (English translation). NASA TT F-10: 359 (1966).
Nikuradse, J. 1930. Widerstandsgesetz und Geschwindigkeitsverteilung von turbulenten Wasserströmung in glatten und rauhen Rohren, Proc. 3rd Int. Cong. Appl. Mech., Stockholm, 239-248.
Moody, L. F. 1944. Friction factors for pipe flow. Trans. ASME, 66, 671–684. doi.org/10.1115/1.4018140
Colebrook, C. (1939). Turbulent Flow in Pipes, with Particular Reference to the Transition Region between the Smooth and Rough Pipe Laws. Journal of the Institution of Civil Engineers, Volume 11 Issue 4, February 1939, pp. 133-156. doi.org/10.1680/ijoti.1939.13150
Colebrook, C. F. (February 1939). “Turbulent flow in pipes, with particular reference to the transition region between smooth and rough pipe laws”. Journal of the Institution of Civil Engineers. London. Volume 12 Issue 8, October 1939, pp. 393-422. doi:10.1680/ijoti.1939.14509.
McKeon, Beverley J., Chris J. Swanson, Mark V. Zagarola, Russell James Donnelly, and Alexander J. Smits. “Friction Factors for Smooth Pipe Flow.” Journal of Fluid Mechanics 511 (2004): 41–44. doi.org/10.1017/S0022112004009796
Mehta R.D., Bradshaw P. Design rules for small low speed wind tunnels. The Aeronautical Journal. 1979;83(827):443-453. doi.org/10.1017/S0001924000031985
Cattafesta, Louis, Chris Bahr, and Jose Mathew. “Fundamentals of Wind-Tunnel Design.” In Encyclopedia of Aerospace Engineering. John Wiley & Sons, Ltd, 2010. doi.org/10.1002/9780470686652.eae532
Hurtado, J.P.; Villegas, B.; Pérez, S.; Acuña, E. Optimization Study of Guide Vanes for the Intake Fan-Duct Connection Using CFD. Processes 2021, 9, 1555. doi.org/10.3390/pr9091555 mdpi.com
Gelder, T.F., Moore, R.D., Sanz, J.M. and McFarland, E.R. Wind tunnel turning vanes of modern design. 24th Aerospace Science Meeting. NASA Technical Memorandum, AIAA Paper 86-0044. Reno, Nevada, January 1986. semanticscholar.org
Schirf, Collin. “Optimization of Expanding Turning Vanes by Bezier Curve Parameterization,” Master Dissertation, University of Maryland, 2019. doi.org/10.13016/5x1x-gxhz
Almeida, Odenir De, Frederico Carnevalli De Miranda, Olivio Ferreira Neto, and Fernanda Guimarães Saad. “Low Subsonic Wind Tunnel – Design and Construction.” Journal of Aerospace Technology and Management 10 (February 26, 2018). doi.org/10.5028/jatm.v10.716
Modi, P. P., and S. Jayanti. “Pressure Losses and Flow Maldistribution in Ducts with Sharp Bends.” Chemical Engineering Research and Design 82, no. 3 (2004): 321–31. doi.org/10.1205/026387604322870435
Kotb, N. A. E., M. R. Mokhtarzadeh-Dehghan, and A. J. Ward-Smith. “A Numerical Study of Laminar and Turbulent Flows in a Two-dimensional Bend with or without a Guide Vane.” International Journal for Numerical Methods in Engineering 26, no. 1 (January 1988): 245–62. doi.org/10.1002/nme.1620260117
Sahlin, A.; Johansson, A.V. Design of guide vanes for minimizing the pressure loss in sharp bends. Fluids A Fluid Dyn. 1991, 3, 1934–1940.
Crawford, N.M.; Cunningham, G.Y. Prediction of Pressure Drop for Turbulent Fluid Flow in 90° Bends. Sage: London, UK, 2003; pp. 153–155.
Kumar, S.; Nandi, N. Change in Flow Separation and Velocity Distribution Due to Effect of Guide Vane Installed in a 90° Pipe Bend. Mech. Eng. 2017, 21, 353–361.

Se även:

Moodys diagram: en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart
Darcy-Weisbach: en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
Friktionsfaktor: en.wikipedia.org/wiki/Fanning_friction_factor, en.wikipedia.org/wiki/Darcy_friction_factor_formulae
Friktionsförlust: en.wikipedia.org/wiki/Friction_loss