Effectieve luchtstroming in ruimte

In een vorig bericht heb ik gesteld dat effectieve luchtstroming in de ruimte vaak over het hoofd wordt gezien als de energie efficiëntie van een luchtsysteem wordt beschouwd. Belangrijk uitgangspunt is om met zo min mogelijk lucht het in de ruimte gewenste effect te bereiken. Het gewenste effect kan divers zijn:

Schaalmodel verdringingssyteem (bron: Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitsschutz)

• temperatuur op een werkplek
• afvoer van stof of damp uit een productiehal
• het drogen van een product
• het koelen of opwarmen van een product
• etc.

De manier waarop dit kan worden gerealiseerd is sterk afhankelijk van de omstandigheden. Soms is hard blazen gunstig, in andere situaties juist weer niet.

Voorbeelden waarbij hard blazen in principe gunstig is, zijn het afkoelen, drogen of invriezen van producten. Door de hoge luchtsnelheid langs het product wordt de warmte- en stofoverdracht aan het oppervlak bevorderd. Het proces kan daardoor sneller verlopen. Naast de overdracht aan het oppervlak speelt ook het warmte- en vochttransport in het product een rol. Te snel afkoelen of drogen kan hierin juist een contraproductieve rol spelen. Bij sommige levensmiddelproducten kan een harde slecht geleidende laag ontstaan, waardoor het proces uiteindelijk trager verloopt. Meestal levert een subtiele afstemming van luchtsnelheid, temperatuur en vochtigheid van de lucht het beste resultaat: een snel proces en, wat eigenlijk veel belangrijker is, een goede productkwaliteit.

Kortsluiting van luchtstroming

Een veel voorkomend probleem bij dit soort installaties is kortsluiting: lucht die ongebruikt, direct van de toevoeropening naar de afzuiging stroomt. In veel luchttechnische ontwerpen komen plaatjes voor zoals hieronder.

Luchtstroming zoals de ontwerper die voor ogen had

Deze plaatjes geven een gewenste situatie aan, die vaak niet overeen komt met de werkelijkheid. Die zou er bijvoorbeeld zo uit kunnen zien.

De werkelijke luchtstroming

De lucht stroomt niet zoals gedacht (gehoopt) door de pruductstapeling, maar gaat als gevolg van de ondervonden weerstand voor een groot deel direct retour naar de aanzuigzijde van de ventilator. De effectiviteit van deze installatie zal daarom veel lager zijn dan de ontwerper voor ogen had.

Effectieve luchtstroming uitgedrukt in een getal

De effectiviteit van een luchtstroming kan worden uitgedrukt in een getal: de ventilatie effectiviteit. Een luchtstroom die in een ruimte volledig wordt gemengd heeft een effectiviteit ε=1. Als er kortsluiting optreedt, zoals in het voorbeeld hierboven, is de effectiviteit ε<1.

Effectiviteitswaarden groter dan 1 zijn ook mogelijk. Dan is er sprake van verdringing. Dit stromingstype kan vooral bij het afvoeren van verontreinigingen heel effectief zijn. Efficiënties van ε=5 of zelfs groter zijn onder gunstige omstandigheden mogelijk. Dat wil zeggen dat het gewenste effect (in dit geval het afvoeren van verontreiniging) kan worden gerealiseerd met 20% van de luchthoeveelheid die nodig zou zijn geweest wanneer de lucht in de ruimte wordt gemengd. Om verdringing te realiseren is het juist zaak niet hard te blazen.

Conclusie

Een goed ontwerp van een luchtverdeelsysteem in de ruimte kan grote invloed op de (energie) efficiëntie van een luchtsysteem hebben. Dit is minstens zo belangrijk als het toepassen van een energiezuinige ventilator, een efficiënte aandrijving, en een goede aerodynamische uitvoering van het kanalensysteem.

Induventus heeft de benodigde kennis van luchtstroming in ruimten en kan u helpen bij het optimaliseren van alle facetten van een luchtsyteem. Door een ventilatie efficiëntie scan te laten uitvoeren, krijgt u inzicht in potentiële verbeteringen. Of neem direct contact met mij op om uw situatie door te spreken.