சுழல் காற்று பரவியாள்: ஒவ்வொரு மூலையிலும் சீரான காற்றை வழங்குகிறது

சுழல் விநியோகிகள் எவ்வாறு சீரான காற்று விநியோகத்தையும் முழு மூலை முழுக்க மூடுதலையும் சாத்தியமாக்குகின்றன

சுழல் அமைப்பின் இயற்பியல்: கட்டுப்படுத்தப்பட்ட கலக்கத்துடன் ஜெட் ஓட்ட வரம்புகளை முறியடித்தல்

தரமான காற்று பரவிகள் (air diffusers) பொதுவாக வலுவான காற்று ஜெட்டுகளை வெளியேற்றுகின்றன, இது சில பகுதிகளில் சூடான இடங்களை (hot spots) உருவாக்குகிறது, மற்ற இடங்களில் குளிர்ந்த காற்றோட்டங்களை (chilly drafts) ஏற்படுத்துகிறது. சுழல் பரவிகள் (swirl diffusers) இந்த சிக்கலைத் தீர்க்கின்றன, அவை காற்றோட்டத்தை நேராக வெளியேற்ற அனுமதிக்காமல், குறிப்பிட்ட முறையில் வைக்கப்பட்ட வேன்களை (vanes) பயன்படுத்தி காற்றோட்டத்தை சுழற்றுகின்றன. இந்த சுழற்சி இயக்கம், ராக்கெட் எஞ்சின் போல முன்னோக்கி காற்றைத் தள்ளுவதற்கு பதிலாக, காற்று இயக்கத்தை அனைத்து திசைகளிலும் வெளிப்புறமாக பரப்புகிறது. கடந்த ஆண்டு HVAC Optimization Journal-இல் வெளியிடப்பட்ட ஆய்வுகளின்படி, இந்த சுழல் அமைப்புகள் வழக்கமான ஜெட் அமைப்புகளை விட காற்றை தோராயமாக 40 சதவீதம் வேகமாக கலக்கின்றன. இதன் நடைமுறை விளைவு என்ன? இடங்களின் முழு பகுதியிலும் சிறந்த வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு, காற்றோட்டம் உள்ள மூலைகள் குறித்து குறைந்த புகார்கள், மேலும் கட்டிடத்தின் பயனாளிகளுக்கு மொத்த செயல்திறன் மற்றும் வசதியில் மேம்பாடு.

• பயன்பாட்டு மண்டலங்களில் ASHRAE பரிந்துரைத்த 0.15 மீ/வி எனும் காற்றோட்ட வேக வரம்பை விட தொடர்ந்து குறைவான காற்றோட்ட வேகங்கள்
• அமரும் மற்றும் நிற்கும் பகுதிகளில் 1.5°C ஐ விடக் குறைவான வெப்பநிலை வேறுபாடுகள்
• மையவிலக்கு பரவல் (centrifugal dispersion) மூலம் நிலையற்ற மூலைகளை திறம்பட நீக்குதல்

கோண்டா விளைவு வலுவூட்டல்: சுவர் ஒட்டுதல் மற்றும் பக்கவாட்டு பரவலுக்கான ஆரை சுழற்சி உருவாக்கம்

சுழல் பரவிகள் (Swirl diffusers) காற்று அருகிலுள்ள மேற்பரப்புகளுடன் இயல்பாக ஒட்டிக்கொள்ளும் கோண்டா விளைவை (Coanda effect) வலுப்படுத்துகின்றன, ஏனெனில் அவை நிலையான சுழல் வோர்டிக்ஸ்களை (vortices) உருவாக்குகின்றன. இந்த சுழல் காற்று சுவர்கள் மற்றும் மேற்தளங்களில் குறைந்த அழுத்தப் பகுதிகளை உருவாக்குகிறது, அது காற்றை அந்த மேற்பரப்புகளின் பக்கவாட்டில் தள்ளுகிறது. இதன் விளைவாக, காற்று சாதாரண செவ்வக அல்லது நேரான பரவிகளால் எட்ட முடியாத கடினமான மூலைகளை அடைகிறது. இது எவ்வாறு நன்றாக செயல்படுகிறது என்பதற்கான முக்கிய காரணம், காற்று மிக வேகமாக வெளியேறாவிட்டாலும் இந்த வோர்டிக்ஸ்கள் நிலையாகவே இருப்பதாகும். இது காற்று மிக விரைவில் பிரிந்து விடுவதைத் தடுத்து, செயல்திறனை இழக்காமல் பாதுகாக்கிறது. 2023-இல் ASHRAE-ன் திட்ட எண் 1724-இன் ஆய்வு முடிவுகளின்படி, இந்த சுழல் பரவிகள் தரமான ஸ்லாட் பரவிகளை விட சுவர்களில் சுமார் 4 மடங்கு சிறப்பாக ஒட்டுகின்றன. இந்த மேம்பட்ட ஒட்டுதல் திறன், அறையின் சுற்றளவில் மேம்பட்ட மூலை முடுக்கு மூலமான முழுமையான மூடுதலையும், கூடுதல் விசையின்றி மேம்பட்ட சீரான வெப்ப பரவலையும் வழங்குகிறது.

கட்டிட வகை மற்றும் பயன்பாட்டுத் தேவையை அடிப்படையாகக் கொண்டு சுழல் பரவியின் (Swirl Diffuser) தேர்வை மேம்படுத்துதல்

சுகாதாரம் மற்றும் கல்வி: குறைந்த சுழற்சி (Low-Turbulence) கொண்ட சுழல் பரவிகளைப் பயன்படுத்தி, காற்றோட்டமின்றி (Draft-Free) மற்றும் சீரான வெப்பநிலையை முன்னுரிமையாகக் கொள்ளுதல்

மருத்துவமனைகள் மற்றும் பள்ளிகள் போன்ற இடங்களைப் பற்றி பேசும்போது, வெப்பநிலை மாற்றங்கள் அல்லது சிரமமான காற்றோட்டங்களுடன் போராட வேண்டிய நிலையில் மக்கள் சிறப்பாக உணர்வதில்லை. இங்குதான் குறைந்த குழம்பல் சுழற்சி காற்று பரவிகள் (low turbulence swirl diffusers) முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. இந்த சாதனங்கள் அறைகளின் அனைத்து திசைகளிலும் மெதுவாக காற்றைப் பரப்புகின்றன, இதனால் அறைகளில் வெப்பநிலை ஒருமைப்பாட்டில் இருக்கிறது, மேலும் நாம் சில சமயங்களில் கவனிக்கும் அநேகமாக எரிச்சலூட்டும் வேக மாற்றங்களைத் தவிர்க்கின்றன. மருத்துவமனைகளுக்கு இதன் நன்மைகள் தெளிவாக உள்ளன — இப்போது நோயாளிகள் தங்கள் படுக்கைகளுக்கு அருகில் குளிர்ச்சியால் பாதிக்கப்படுவதில்லை; இது அவர்களின் வேகமான மீட்சியை ஊக்குவிக்கிறது, மேலும் காற்று ஓட்டமின்மை காரணமாக ஏற்படும் தொற்று அபாயத்தைக் குறைக்கிறது. வகுப்பறைகளும் இதே போன்ற நன்மைகளைப் பெறுகின்றன — இனி ஒரு பகுதியில் மிகவும் குளிர்ச்சியாகவும், மற்றொரு பகுதியில் மிகவும் சூடாகவும் இருக்கும் நிலை இல்லை; எனவே மாணவர்கள் தங்கள் கற்றல் தேவைகளில் உண்மையில் கவனம் செலுத்த முடிகிறது. இந்த அமைப்புகள் செயல்படும் விதம் ‘கோஆண்டா விளைவு’ (Coanda effect) எனப்படும் ஒரு கருத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது; இது காற்று சுவர்கள் மற்றும் மேற்தளங்களுடன் சரியாக ஒட்டிக்கொள்ள உதவுகிறது, எனவே அறையின் ஒவ்வொரு மூலையிலும் புதிய காற்று ஓட்டம் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் நுண்ணுயிரிகள் தங்கும் வாய்ப்புள்ள எந்த இடத்தையும் தவிர்க்கிறது. மிகவும் உணர்திறன் மிக்க இடங்களுக்கான, குறிப்பாக பிறப்பு முறை தீவிர கவனிப்பு அறைகள் (NICUs) அல்லது சுத்தமான அறைகள் (cleanrooms) போன்றவற்றிற்கான சிறப்பு பதிப்புகள், HEPA வடிப்பான்களை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட காற்றோட்ட அமைப்புகளுடன் இணைத்து, 0.25 மீட்டர்/வினாடிக்கு குறைவான குழம்பல் அளவில் செயல்படுகின்றன; இதனால் காற்றுத் தரத்தின் சுத்தமான தரநிலைகள் பூர்த்தி செய்யப்படுகின்றன, மேலும் அந்த இடங்களில் தங்கும் அனைவரும் முழுமையாக ஆறுதலாக இருக்கின்றனர்.

வணிக அலுவலகங்கள் மற்றும் மறுசீரமைப்பு திட்டங்கள்: அறை வடிவமைப்புக்கு சுழல் கோணம், எறிவு தூரம் மற்றும் ஸ்டேட்டிக் அழுத்த வீழ்ச்சி ஆகியவற்றை பொருத்துதல்

வணிக கட்டிடங்களுக்கு சரியான சுழற்று விரிப்பானை (swirl diffuser) தேர்ந்தெடுப்பது என்பது, காற்று எவ்வாறு இயங்குகிறது என்பதையும், கட்டிடம் உண்மையில் எப்படி தோன்றுகிறது என்பதையும் இடையே சமநிலை ஏற்படுத்துவதை நிர்ணயிக்கிறது. மேற்தளம் 2.7 முதல் 3.5 மீட்டர் உயரத்தில் அமைந்துள்ள திறந்த அலுவலக வெளிகளுக்கு, 35 முதல் 45 டிகிரி வரையிலான சுழற்று கோணங்களைக் கொண்ட விரிப்பான்கள் சிறந்தவையாகும். இவை அறையின் முழு நீளத்திற்கும் காற்றை போதுமான தூரம் வீசுகின்றன, ஆனால் மேசை உயரத்தில் காற்றோட்ட வேகத்தை 0.8 மீ/வினாடிக்கு கீழே வைத்து, குறுகிய சுற்றுகள் (short circuits) ஏற்படாமல் தடுக்கின்றன. பழைய கட்டிடங்களை மேம்படுத்த வேண்டிய சூழ்நிலைகளில் விஷயங்கள் சிறிது சிக்கலாகின்றன. பழைய காற்றுக் குழாய் அமைப்புகளுக்கு, அதிக எதிர்ப்பு ஏற்படுத்தாத (15 பாஸ்கலுக்கு கீழே இருப்பது சிறந்தது) விரிப்பான்கள் தேவைப்படுகின்றன, ஏனெனில் இதனால் மிகையாக சுமை ஏற்றப்படாமல் இருக்கும். உண்மையான உலக காரணிகளும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை. வெளியில் உள்ள தூண்கள், காற்றை சீரற்ற முறையில் வீசும் விரிப்பான்களை தேவைப்படுத்தலாம். சுவர்களின் ஓரங்களில் அமைந்துள்ள விளக்குகள், காற்று மேற்பரப்புகளில் எவ்வாறு ஒட்டிக்கொள்கிறது என்பதை பாதிக்கின்றன. மேலும், பிரிவுகளின் வெவ்வேறு உயரங்கள், காற்று வெளியின் செங்குத்து திசையில் எவ்வளவு நன்றாக கலக்கிறது என்பதை மாற்றுகின்றன. இவை அனைத்தையும் சரியாக செய்தால், முடிவுகள் தாமாகவே பேசும். தளத்திலிருந்து மேற்தளம் வரையிலான வெப்பநிலை வேறுபாடு 1 டிகிரி செல்சியஸுக்கு கீழே விழுகிறது. வழக்கமான விரிப்பான்களுடன் ஒப்பிடும்போது, சூடாக்குதல் மற்றும் குளிரூட்டுதல் அமைப்புகளில் ஆற்றல் சேமிப்பு பொதுவாக 18 முதல் 22 சதவீதம் வரை அடையப்படுகிறது. பல்வேறு தொழில்களில் நடைமுறையில் மேம்படுத்தப்பட்ட திட்டங்களில் இது மீண்டும் மீண்டும் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.

சுழற்சி பரவல் சாதனத்தின் திறனை அளவிடுதல்: குறிப்பிட்ட விகிதம், கலப்பு செயல்திறன் மற்றும் வெப்ப வசதி

குறிப்பிட்ட விகிதத்தை மட்டும் மீறிச் செல்வது: உயர் குறிப்பிட்ட விகிதம் மட்டுமே வசதியை உறுதிப்படுத்துவதில்லை — வேக சிதைவு மற்றும் பிளூம் நிலைத்தன்மையின் பங்கு

அதிக தூண்டல் விகிதங்கள் காற்றை சிறப்பாக கலக்க உதவுகின்றன, ஆனால் வெப்ப வசதி என்பது முக்கியமாக காற்று வேகம் எவ்வளவு கணிசமாகக் குறைகிறது என்பதையும், அந்த காற்று ஓட்டங்கள் எவ்வளவு நிலையாக இருக்கின்றன என்பதையும் பொறுத்தது. வேகக் குறைவு என்பது முக்கியமாக, விநியோக காற்று டிஃபியூசரிலிருந்து வெளியேறிய பின் எவ்வளவு விரைவாக மெதுவாகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. மக்கள் உண்மையில் பணிபுரியும் மற்றும் வாழும் இடங்களில் இந்த வேகங்களை ஏறக்குறைய 0.15 மீட்டர்/வினாடி என்ற அளவிற்கு கீழே வைத்திருக்க வேண்டும். அவ்வாறு செய்யாவிட்டால், கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழல்களில் நடத்தப்பட்ட சில சோதனைகளின்படி, மக்கள் 30% அதிகமாக அசௌகரியத்தை உணர்வார்கள். மேலும், காற்றுத் தூண்கள் (plumes) நிலையற்றதாக மாறும்போது, அவை சீறல் (turbulence) மற்றும் திடீர் வெப்பநிலை மாற்றங்கள் போன்ற பல்வேறு பிரச்சினைகளை ஏற்படுத்துகின்றன, இதனால் மக்கள் காற்று போதுமான அளவு புதியதாக இல்லை என நினைப்பார்கள். நல்ல முடிவுகளைப் பெறுவதற்கு, தூண்டல் விகிதங்களுக்கும், வேகக் குறைவு வடிவங்களை கவனமாக மேலாண்மை செய்வதற்கும் இடையே சரியான சமநிலையைக் கண்டுபிடிப்பதும், காற்று ஓட்டங்களை வலுவாகவும், நம்பகமாகவும் வைத்திருப்பதும் அவசியம். இது அனைவருக்கும் வசதியை உறுதிப்படுத்துகிறது, மேலும் எரிச்சலூட்டும் காற்றோட்டங்கள் (drafts) அல்லது அமைப்பு இயங்கும்போது ஏற்படும் தொடர்ச்சியான ஒலிகள் ஆகியவற்றை எதிர்கொள்ள வேண்டிய அவசியம் இருக்காது.

ASHRAE RP-1724 செல்லுபடித்தன்மை சோதனை: 4.2— நேர்கோட்டு ஸ்லாட் டிஃபியூசர்களை விட வலுவான கோஆண்டா ஈடுபாடு எல்லைப் பகுதி மூட்டுதலை மேம்படுத்துகிறது

ASHRAE-ன் RP-1724 ஆய்வின்படி, சுழற்சி டிஃபியூசர்கள் நாம் பொதுவாகக் காணும் நேர்கோட்டு ஸ்லாட் மாதிரிகளை விட கோஆண்டா விளைவை ஏறத்தாழ 4.2 மடங்கு சிறப்பாக ஈடுபடுத்துகின்றன. இதன் நடைமுறைச் செயல்பாட்டு விளைவு என்ன? இது சுவர்களுடனான தொடர்பை மிகவும் மேம்படுத்துகிறது, இதனால் காற்று அறைகளின் சுற்றிலும் மிகவும் சீராகப் பரவ முடிகிறது. இந்த காற்றோட்டம் பாரம்பரிய காற்று விநியோக முறைகள் சிரமப்படும் கடினமான மூலைப் பகுதிகளை அடைய முடிகிறது, இதனால் முழு மேற்பரப்பும் ஒரே வெப்பநிலையில் பராமரிக்கப்படுகிறது. இந்த நன்மைகள் அனைத்து வகையான கட்டிடங்களுக்கும் கிடைக்கின்றன — உதாரணமாக, ஹோட்டல் லாபிகள், அலுவலக இடங்கள், ஆய்வகச் சூழல்கள் போன்றவை. மேலும், இந்த மேம்பாடுகளை நாம் விசிறிகளை அதிக வேகத்தில் இயக்க வேண்டிய அவசியமின்றி, உள்வெளி காற்றுத் தரத்தையும் பாதுகாத்துக் கொள்ள முடிகிறது. பல காற்று விநியோக முறைகள் ஒரு அம்சத்தை இழந்து மற்றொன்றைப் பெறுவதாக இருக்கும் போது, இது எவ்வளவு சிறப்பானது என்பதை நீங்கள் சிந்தித்துப் பாருங்கள்.

சுழற்சி டிஃபியூசர்களின் அதிகபட்ச செயல்திறனுக்கான நிறுவல் சிறந்த நடைமுறைகள் மற்றும் பொதுவான தவறுகள்

சரியான நிறுவலை செய்வதற்கான முதல் படி என்பது, தயாரிப்பாளர்கள் பரிந்துரைக்கும் தூர அளவுகளைப் பின்பற்றுவதாகும். பொதுவாக, ASHRAE வழிகாட்டுதல் 1 மற்றும் பொருத்தமான உள்ளூர் சட்டங்களின்படி, சுவர்களிலிருந்து தோராயமாக 18 முதல் 24 அங்குலங்கள் தூரமும், விளக்குகள் அல்லது வழியில் இருக்கும் ஏதேனும் பொருளிலிருந்து 12 முதல் 18 அங்குலங்கள் தூரமும் வேண்டும். எதையும் இயக்குவதற்கு முன்பாக, உயர் தரத்தின் ஏனமோமீட்டர்களைப் பயன்படுத்தி காற்றோட்டம் எவ்வளவு சீராக உள்ளது என்பதை ஒருவர் சரிபார்க்க வேண்டும். அழுத்தத்தில் எங்காவது 10% க்கு மேற்பட்ட வேறுபாடு இருந்தால், காற்று சீராக பரவாமல் போகலாம் மற்றும் காற்றோட்டம் (டிராஃப்ட்) ஏற்படலாம். பின்னாளில் ஏற்படும் பெரும்பாலான சிக்கல்கள் பராமரிப்பு பணிகளை தொடர்ந்து செய்யாமல் இருப்பதால் ஏற்படுகின்றன. இந்த வேன்களில் தூசி காலப்போக்கில் சேர்ந்து, இயக்கத்தின் இரண்டு ஆண்டுகளுக்குள் காற்றோட்ட திறனை தோராயமாக 30% வரை குறைத்துவிடும். அனைத்தையும் ஒன்றிணைக்கும்போது, காற்றுக் குழாய்கள் சரியாக ஒன்றிணைந்துள்ளனவா என்பதை உறுதிப்படுத்தவும், அனைத்து கேஸ்கெட்களும் சரியாக உள்ளனவா என்பதை சரிபார்க்கவும், காற்று வெளியேறாமல் இருக்க அனைத்தையும் நன்றாக முடக்கவும் — இது காற்று இடத்தின் முழு அளவிற்கும் சரியாக பரவுவதை பாதிக்கும். பணியின் இறுதியில், சர்டிஃபைட் HVAC வல்லுநர்களை அழைத்து, அமைப்பு ஸ்டேட்டிக் அழுத்தத்தை சரியாகக் கையாளுகிறதா என்பதை மீண்டும் சரிபார்க்கவும், அனைத்து டிஃபியூசர் வேன்களும் நிறுவப்பட்ட பின்னர் சிக்காமல் சுதந்திரமாக இயங்குகின்றனவா என்பதை உறுதிப்படுத்தவும்.

சுருள் காற்று பரவிகள் குறித்து அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

சுழல் பரவல்கள் என்றால் என்ன?

சுருள் காற்று பரவிகள் என்பவை, காற்றின் சுழற்சி இயக்கத்தை உருவாக்குவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட சிறப்பு காற்று பரவிகளாகும்; இவை காற்றின் சீரான பரவலை மேம்படுத்தவும், ஒரு இடத்தில் வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டை மேம்படுத்தவும் உதவுகின்றன.

சுருள் காற்று பரவிகள் காற்று பரவலை எவ்வாறு மேம்படுத்துகின்றன?

சுருள் காற்று பரவிகள், காற்றோட்டத்தை சுழற்றுவதற்காக சிறப்பாக அமைக்கப்பட்ட வேன்களைப் பயன்படுத்துகின்றன; இதனால் காற்று இயக்கம் அறையின் வெளிப்புறமாகவும், சீராகவும் பரவுகிறது — இது பொதுவான பரவிகளிலிருந்து வேறுபட்டது, ஏனெனில் அவை காற்றோட்டத்தை ஏற்படுத்துவதோ அல்லது வெப்பநிலையை சீரற்றதாக்குவதோ நடக்கலாம்.

கோஆண்டா விளைவு என்றால் என்ன? மேலும் சுருள் காற்று பரவிகள் அதனை எவ்வாறு வலுப்படுத்துகின்றன?

கோஆண்டா விளைவு என்பது, காற்று அருகிலுள்ள மேற்பரப்புகளுடன் ஒட்டிக்கொள்ளும் பண்பாகும். சுருள் காற்று பரவிகள், காற்றை மேற்பரப்புகளின் வழியே பக்கவாட்டில் தள்ளும் சுழல் வோர்டிக்ஸ்களை உருவாக்குவதன் மூலம் இந்த விளைவை வலுப்படுத்துகின்றன; இதனால் கோணங்கள் மற்றும் சுற்றுப்புறங்களுக்கு காற்றின் எட்டுதல் மேம்படுகிறது.

சுருள் காற்று பரவிகள் பொதுவாக எங்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன?

சுருள் காற்று பரவிகள் பொதுவாக சுகாதாரம் மற்றும் கல்வி வசதிகளிலும், வணிக அலுவலகங்களிலும், சீரான வெப்பநிலை மற்றும் காற்று பரவல் முக்கியமான மறுசீரமைப்பு திட்டங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

சுழல் பரவிகளை நிறுவுவதற்கான சிறந்த நடைமுறைகள் யாவை?

சரியான நிறுவல் என்பது தயாரிப்பாளர் குறிப்பிட்டுள்ள வெளியீட்டு தூர வரையறைகளைப் பராமரிப்பதையும், ஏனமோமீட்டர்களைப் பயன்படுத்தி காற்றோட்ட சமநிலையைச் சரிபார்ப்பதையும், தூசு குவிவு ஏற்படாமல் இருக்க வழக்கமான பராமரிப்பை உறுதிப்படுத்துவதையும் உள்ளடக்கும்; ஏனெனில் தூசு குவிவு திறனைப் பாதிக்கும்.