موزّع دوّار: يوفّر توزيعًا متساويًا للهواء في كل زاوية

كيف تُمكِّن موزِّعات الهواء الدوّارة توزيع الهواء بشكل متجانس وتغطية كاملة للزوايا

فيزياء النمط الدوّار: تجاوز قيود تدفق النفاثات باستخدام الاضطراب المتحكم فيه

تُطلق الموزِّعات الهوائية القياسية عادةً تيارات هوائية قوية، مما قد يؤدي إلى ظهور مناطق ساخنة في بعض الأماكن وتيارات هوائية باردة مزعجة في أماكن أخرى. وتُحل الموزِّعات الدوَّارة هذه المشكلة باستخدام شفرات مُركَّبة بشكل خاص تُلوي تدفق الهواء بدلًا من السماح له بالانطلاق مباشرةً للأمام. وينشر هذا الحركة الدورانية تدفق الهواء نحو الخارج في جميع الاتجاهات، بدلًا من دفعه للأمام كما تفعل محركات الصواريخ. ووفقًا لبحثٍ نُشِر العام الماضي في مجلة تحسين أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC Optimization Journal)، فإن هذه الأنماط الدوَّارة تخلط الهواء بنسبة أسرع تصل إلى ٤٠٪ مقارنةً بأنظمة التيارات الهوائية العادية. فما المقصود عمليًّا بهذا؟ يعني ذلك تحكُّمًا أفضل في درجة الحرارة في جميع أنحاء المساحات، وانخفاضًا في الشكاوى المتعلقة بالتيارات الهوائية المزعجة في الزوايا، وتحسُّنًا عامًّا في مستويات الراحة لقاطني المبنى.

• سرعات التيارات الهوائية التي تبقى باستمرار دون عتبة القيمة الموصى بها من قِبل جمعية مهندسي التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (ASHRAE)، وهي ٠٫١٥ م/ث، في المناطق المشغولة
• فروق درجات الحرارة أقل من ١٫٥°م عبر مناطق الجلوس والوقوف
• القضاء الفعّال على الزوايا الراكدة عبر التوزيع الطارد المركزي

تقوية تأثير كواندا: تشكيل دوامات شعاعية للالتصاق بالجدران والانتشار الجانبي

تعزز موزِّعات الهواء الدوَّارة تأثير كواندا، الذي يُعبِّر أساسًا عن ميل الهواء إلى الالتصاق تلقائيًّا بالأسطح القريبة منه، وذلك لأنها تُولِّد دوامات دوَّارة مستقرة. ويؤدي الهواء الدوار إلى إنشاء مناطق ذات ضغط منخفض على الجدران والسقوف، ما يدفع الهواء فعليًّا جانبيًّا على طول تلك الأسطح. ونتيجةً لذلك، يصل الهواء إلى الزوايا الصعبة التي لا تستطيع موزِّعات الهواء العادية المستطيلة أو الخطية الوصول إليها. أما السبب في كفاءة هذه الآلية فهو بقاء الدوامات مستقرة حتى عند خروج الهواء بسرعات غير عالية جدًّا. وهذا يمنع انفصال تيار الهواء مبكرًا وفقدانه لكفاءته. ووفقًا لأبحاث مشروع ASHRAE رقم 1724 المنشورة عام 2023، فإن موزِّعات الهواء الدوَّارة تلتصق بالجدران بنسبة تزيد بنحو أربعة أضعاف مقارنةً بموزِّعات الشقوق القياسية. وينتج عن هذه القدرة المحسَّنة على الالتصاق تغطية أفضل لحواف الغرفة وتوزيع أكثر اتساقًا للحرارة دون الحاجة إلى طاقة إضافية من المراوح.

تحسين اختيار موزِّعات الدوامة وفقًا لنوع المبنى وطلب الازدحام

الرعاية الصحية والتعليم: إعطاء الأولوية لتجنُّب التيارات الهوائية غير المرغوب فيها وتحقيق درجة حرارة متجانسة مع موزِّعات دوامة منخفضة التوربولانس

عندما يتعلق الأمر بأماكن مثل المستشفيات والمدارس، يشعر الأشخاص براحةٍ أكبر عندما لا يتعرضون لتقلبات درجات الحرارة أو التيارات الهوائية المزعجة. وهنا تأتي وظيفة موزِّعات الهواء الدوَّارة منخفضة الاضطراب. فهذه الأجهزة تُوزِّع الهواء بلطفٍ في جميع الاتجاهات، مما يحافظ على ثبات درجات الحرارة في أرجاء الغرفة ويتجنَّب تلك التغيرات المفاجئة في سرعة الهواء التي نلاحظها أحيانًا. وتستفيد المستشفيات من هذه الموزِّعات لأن المرضى لم يعودوا يشعرون بالبرد قرب أسِرَّتهم، ما يساعد في تسريع عملية التعافي ويقلل من خطر الإصابة بالعدوى الناتجة عن جيوب الهواء الراكدة. كما تحقِّق غرف الصفوف نفس الفوائد: فلا توجد بعد الآن مناطق تكون فيها الحرارة شديدة البرودة أو شديدة السخونة، وبالتالي يستطيع الطلاب التركيز فعليًّا على ما يجب أن يتعلموه. ويعتمد أسلوب عمل هذه الأنظمة على ما يُعرف بـ«ظاهرة كواندا»، وهي ظاهرة تضمن التصاق تيار الهواء بالجدران والسقوف بشكلٍ مناسب، بحيث يصل الهواء النقي إلى كل زاوية من زوايا الغرفة دون ترك أي منطقة دون تهوية، مما يمنع تراكم الجراثيم في تلك المناطق. أما الإصدارات المتخصصة المُصمَّمة للأماكن الحساسة للغاية — مثل وحدات العناية المركزة لحديثي الولادة (NICUs) أو الغرف النظيفة (cleanrooms) — فهي تدمج مرشحات الـHEPA مع أنماط تدفق هوائي خاضعة للرقابة، وبمستويات اضطراب لا تتجاوز ٠٫٢٥ مترًا في الثانية، مما يضمن تحقيق معايير جودة الهواء النقي مع الحفاظ على راحة المُستفيدين طوال فترة وجودهم.

المكاتب التجارية ومشاريع التحديث: مطابقة زاوية الدوران، والمسافة الأفقية للهواء، وانخفاض الضغط الثابت مع هندسة الغرفة

اختيار موزِّع الهواء الحلزوني المناسب للمباني التجارية يعني إيجاد توازن بين حركة الهواء والمظهر الفعلي للمبنى. أما في المساحات المكتبية المفتوحة التي تتراوح ارتفاعات أسقفها بين ٢٫٧ و٣٫٥ أمتار، فإن الموزِّعات الحلزونية ذات زوايا الدوران ما بين ٣٥ و٤٥ درجة هي الأنسب. فهي تُرسل الهواء لمسافات كافية عبر الغرفة دون التسبب في دوائر قصيرة (short circuits)، مع الحفاظ على سرعة تدفق الهواء عند ارتفاع الطاولات أقل من ٠٫٨ متر في الثانية. وتزداد الصعوبة عند التعامل مع المباني القديمة التي تحتاج إلى ترقية. فعادةً ما تتطلب أنظمة القنوات الهوائية القديمة موزِّعات لا تُحدث مقاومة كبيرة (ويُفضَّل أن تكون أقل من ١٥ باسكال) حتى لا تُحمَّل المراوح الموجودة فوق طاقتها. كما أن العوامل الواقعية تلعب دورًا مهمًّا أيضًا. فعلى سبيل المثال، قد تتطلّب الأعمدة الموجودة في المساحة موزِّعات تُرسل الهواء بشكل غير منتظم. كما أن الإضاءة المثبتة على الجدران تؤثر في كيفية التصاق الهواء بالأسطح. وبالمثل، فإن اختلاف ارتفاع الجدران الفاصلة يؤثّر في كفاءة خلط الهواء عموديًّا عبر المساحة. وإذا تمّ ضبط كل هذه العوامل بدقة، فإن النتائج تتحدث عن نفسها: فتفاوت درجات الحرارة بين الأرض والسقف ينخفض إلى أقل من درجة مئوية واحدة، بينما تصل وفورات الطاقة في أنظمة التدفئة والتبريد عادةً إلى ما بين ١٨ و٢٢٪ مقارنةً بالموزِّعات الاعتيادية. وقد رأينا هذا التأثير يتكرّر مرارًا وتكرارًا في مشاريع التحديث الفعلية عبر مختلف القطاعات الصناعية.

قياس كفاءة موزِّع الدوامات: نسبة الاستقطاب، وأداء الخلط، والراحة الحرارية

ما وراء الاستقطاب: لماذا لا يكفي الاستقطاب العالي وحده لضمان الراحة — دور تناقص السرعة واستقرار عمود الهواء

إن نسب التحريض العالية تساعد بالتأكيد في خلط الهواء بشكل أفضل، لكن الراحة الحرارية تعتمد فعليًّا على مدى انتظام انخفاض سرعة الهواء وعلى استقرار تلك التيارات الهوائية. ويشير انخفاض السرعة أساسًا إلى مدى سرعة تباطؤ هواء التغذية بعد خروجه من الموزِّع. ويجب أن نحافظ على هذه السرعات عند مستوى أقل من حوالي ٠٫١٥ متر لكل ثانية في المناطق التي يعمل فيها الأشخاص أو يعيشون فيها فعليًّا. وإلا فإنَّ نسبة الإزعاج لدى الأشخاص تزداد بنسبة تصل إلى ٣٠٪ وفقًا لبعض الاختبارات التي أُجريت في بيئات خاضعة للرقابة. وعندما تصبح التيارات الصاعدة غير مستقرة أيضًا، فإنها تُحدث مجموعةً من المشكلات المتعلقة بالاضطرابات الجوية والتقلبات الحادة في درجات الحرارة، ما يجعل الأشخاص يشعرون بأن الهواء ليس طازجًا بما يكفي. ولتحقيق نتائج جيدة، لا بد من إيجاد التوازن المناسب بين معدلات التحريض والإدارة الدقيقة لأنماط انخفاض السرعة، مع الحفاظ على استقرار وموثوقية التيارات الهوائية. وهذا يضمن راحة الجميع دون التعرُّض لتيارات هوائية مزعجة أو ضوضاء مستمرة ناتجة عن تشغيل النظام.

التحقق من صحة مشروع ASHRAE RP-1724: البند ٤.٢ — تحسُّن ملحوظ في استغلال تأثير كواندا مقارنةً بموزِّعات الشقوق الخطية، مما يعزِّز التغطية المحيطية

وفقًا لبحث ASHRAE RP-1724، فإنَّ الموزِّعات الدوَّارة تستغل تأثير كواندا بنسبة تفوق بـ ٤,٢ مرةً تلك الموزِّعات الخطية ذات الشقوق التي نراها غالبًا. فما المقصود بهذا عمليًّا؟ هذا يعني تحسُّنًا كبيرًا في تماس الهواء مع الجدران، ما يسمح بتوزيع الهواء بشكل أكثر انتظامًا حول الغرف. كما يمكن للهواء أن يصل إلى الزوايا الصعبة التي تواجه الأنظمة التقليدية صعوبةً في تغطيتها، مما يحافظ على درجات حرارة متجانسة على جميع الأسطح طوال الوقت. وتستفيد من هذه الميزة المباني بمختلف أنواعها — مثل ردهات الفنادق والمساحات المكتبية وحتى البيئات المخبرية. وإليك النقطة الفاصلة: نحصل على كل هذه التحسينات دون الحاجة إلى زيادة سرعة المراوح أو التضحية بجودة الهواء الداخلي. وهذا أمرٌ مذهلٌ حقًّا إذا ما أخذنا في الاعتبار كم عدد الأنظمة التي تضحي بجانبٍ واحدٍ لتحقيق مكاسب في جانبٍ آخر.

أفضل الممارسات الخاصة بالتركيب والأخطاء الشائعة التي يجب تجنُّبها لتحقيق أقصى أداءٍ للموزِّعات الدوَّارة

يبدأ تحقيق التثبيت الصحيح بالالتزام بمواصفات المسافات الموصى بها من قِبل الشركات المصنِّعة. وعادةً ما نحتاج إلى مسافة تبلغ نحو 18–24 بوصة من الجدران، ونحو 12–18 بوصة من الإضاءة أو أي عوائق أخرى في الطريق، وفقًا لإرشادات ASHRAE رقم 1 بالإضافة إلى أية لوائح محلية سارية. وقبل تشغيل أي جزء من النظام، يجب أن يقوم شخصٌ ما بالتحقق من توازن تدفق الهواء في الجزء العلوي (upstream) باستخدام أجهزة قياس سرعة الهواء (anemometers) عالية الجودة. فإذا تجاوز الفرق في الضغط في أي مكان نسبة 10%، فقد لا يتوزَّع الهواء بشكل متجانس، وقد تتشكَّل تيارات هوائية غير مرغوب فيها (drafts). وتنشأ معظم المشكلات التي تظهر لاحقًا عن عدم الالتزام بإجراءات الصيانة الدورية. فمع مرور الوقت، تتراكم الغبار على الشفرات (vanes)، وقد تقلِّل كفاءة تدفق الهواء بنسبة تصل إلى 30% بعد سنتين فقط من التشغيل. وعند تركيب المكونات جميعها، تأكَّد من أن القنوات (ducts) مُرتَّبة ومُحاذاة بشكل صحيح، وافحص ما إذا كانت جميع الحشوات (gaskets) سليمة، واقفل كل المفاصل بإحكام لمنع أي تسرب للهواء، إذ قد يؤثِّر ذلك سلبًا على مدى انتشاره عبر المساحة. وفي نهاية العمل، استدعِ متخصصين معتمدين في مجال أنظمة التكييف والتبريد والتهوية (HVAC) للتحقق مجددًا من قدرة النظام على التعامل مع الضغط الثابت (static pressure) بشكل صحيح، والتأكد من أن شفرات المشتِّتات (diffuser vanes) تتحرك بحرية فعلية دون أن تعلَّق أو تتعطَّل بعد التركيب.

الأسئلة الشائعة حول موزِّعات الهواء الدوّارة

ما هي الموزعات الدوامية؟

موزِّعات الهواء الدوّارة هي موزِّعات هواء متخصصة مصممة لإنشاء حركة دوّارة للهواء، مما يحسّن توزيع الهواء بشكل متجانس ويزيد من كفاءة التحكم في درجة الحرارة داخل المساحة.

كيف تحسّن موزِّعات الهواء الدوّارة توزيع الهواء؟

تستخدم موزِّعات الهواء الدوّارة شفرات مُركَّبة بزاوية خاصة لتدوير تدفق الهواء، ما يؤدي إلى انتشار حركة الهواء نحو الخارج وبشكل متجانس عبر الغرفة، على عكس الموزِّعات القياسية التي قد تتسبب في تيارات هوائية مزعجة أو عدم تجانس في درجة الحرارة.

ما هو تأثير كواندا وكيف تعزِّز موزِّعات الهواء الدوّارة هذا التأثير؟

تأثير كواندا هو ميل تيار الهواء إلى الالتصاق بالأسطح القريبة. وتعزِّز موزِّعات الهواء الدوّارة هذا التأثير من خلال إنشاء دوامات دوّارة تدفع الهواء جانبيًّا على طول الأسطح، مما يحسّن مدى وصول الهواء إلى الزوايا والمحيطات.

أين تُستخدم موزِّعات الهواء الدوّارة عادةً؟

تُستخدم موزِّعات الهواء الدوّارة عادةً في المرافق الصحية والتعليمية، والمكاتب التجارية، ومشاريع التطوير والتحديث (Retrofit)، حيث يُعد التوزيع المتجانس لدرجة الحرارة والهواء أمرًا بالغ الأهمية.

ما هي أفضل الممارسات الخاصة بتثبيت موزِّعات الدوامات؟

يتضمن التثبيت السليم الالتزام بمواصفات التباعد التي حددتها الشركة المصنعة، والتحقق من توازن تدفق الهواء باستخدام أجهزة قياس سرعة الرياح (الأنيمومترات)، وضمان إجراء الصيانة الدورية لتجنب تراكم الغبار، الذي قد يؤثر على الكفاءة.