ЕФЕКТИВНІСТЬ ПОВІТРОРОЗПОДІЛУ ЛІНІЙНИМ ЩІЛИННИМ ДИФУЗОРОМ В НЕІЗОТЕРМІНИХ УМОВАХ

Автор(и)

  • Чемеринський Я.Р. Національний університет «Львівська політехніка» image/svg+xml
  • Возняк О.Т. Національний університет «Львівська політехніка» image/svg+xml

DOI:

https://doi.org/10.31650/2786-6696-2025-13-117-124

Ключові слова:

мікроклімат, тепловий комфорт, подача повітря, турбулізація повітряного потоку.

Анотація

Ефективне забезпечення комфортного мікроклімату в приміщеннях є ключовою вимогою до сучасних центральних систем вентиляції повітря. Ці системи відіграють важливу роль у створенні здорового та комфортного середовища для проживання, роботи чи відпочинку. З урахуванням сучасних архітектурних тенденцій і дизайнерських рішень, лінійні жалюзійні дифузори набувають дедалі більшої популярності як повітророзподільні пристрої. Їхня естетична привабливість дозволяє гармонійно інтегрувати їх у дизайн інтер’єру, часто роблячи їх центральними елементами, що підкреслюють стиль приміщення.

Конструктивна особливість лінійних жалюзійних дифузорів полягає в їхній специфічній будові: вони мають малу ширину при значній довжині, що відрізняє їх від традиційних компактних дифузорів круглої чи квадратної форми. Ця особливість суттєво впливає на характеристики повітряної струмини, яка формується такими дифузорами. Під час роботи вентиляційних систем у режимах кондиціонування або повітряного опалення лінійні дифузори створюють унікальні повітряні потоки, що відрізняються від компактних струмин за своєю поведінкою, розподілом швидкості та температури. Ці відмінності необхідно враховувати на етапах проєктування, налаштування та експлуатації систем вентиляції, щоб забезпечити їхню ефективну роботу та досягти оптимального мікроклімату.

Дані, отримані в результаті комп’ютерного моделювання та експериментальних досліджень, відіграють ключову роль у розробці та оптимізації вентиляційних систем із лінійними жалюзійними дифузорами. Моделювання дозволяє прогнозувати поведінку повітряних потоків у різних умовах, враховуючи геометрію приміщення, розташування дифузорів і параметри повітря (температуру, вологість, швидкість потоку). Експериментальні дослідження, у свою чергу, підтверджують теоретичні розрахунки та дозволяють уточнити параметри роботи системи. Завдяки комплексному підходу, що поєднує моделювання та експерименти, можна досягти високої ефективності вентиляційних систем, мінімізувати енергоспоживання та забезпечити комфортний мікроклімат у приміщеннях.

Використання лінійних жалюзійних дифузорів також сприяє зниженню шумового впливу та рівномірному розподілу повітря, що особливо важливо для житлових і громадських приміщень. Правильний підбір і налаштування таких дифузорів дозволяють уникнути зон застою повітря чи надмірної турбулентності, що може негативно впливати на комфорт користувачів. Таким чином, врахування особливостей лінійних дифузорів на всіх етапах ‒ від проєктування до експлуатації ‒ є запорукою створення ефективних і естетично привабливих вентиляційних систем, які відповідають сучасним вимогам до комфорту та енергоефективності.

Посилання

[1] ASHRAE/ANSI Standard 55-2010 Thermal environmental conditions for human occupancy. Atlanta, USA, 2010.

[2] A. Li, C. Yang, T. Ren, X. Bao, E. Qin, R. Gao, 2017, "PIV experiment and evaluation of air flow performance of swirl diffuser mounted on the floor", Energy and Buildings, vol. 156, pp. 58–69, 2017. doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.09.045.

[3] M. Borowski, K. Zwolińska, J. Halibart, "Air distribution assessment-ventilation systems with different types of linear diffusers". [Online]. Available: https://www.aivc.org/sites/default/files/1_C28.pdf. 2023.

[4] O.T. Vozniak, I.Ye. Sukholova, Kh.V. Myroniuk, "Doslidzhennia prystroiu dlia povitrorozpodilu zakruchenymy i nastylnymy strumynamy u zminnomu rezhymi", Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, vol. 6, no. 7(78), pp. 15, 2015, doi.org/10.15587/1729-4061.2015.56235.

[5] M. Borowski, M. Karch, R. Łuczak, P. Życzkowski, M. Jaszczur, "Numerical and experimental analysis of the velocity field of air flowing through swirl diffusers", E3S Web Conference, vol. 128, pp.1-6, 2019. doi.org/10.1051/e3sconf/201912805003.

[6] Y.H. Yau, K.S. Poh, A. Badarudin, "A numerical airflow pattern study of a floor swirl diffuser for UFAD system", Energy and Buildings, vol. 158, pp. 525-535, 2018. doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.10.037.

[7] G. Cao, M. Ruponen, K. Hagström, J. Kurnitski, "Experimental studies on air distribution using ceiling slot diffusers in a room", International Journal of Ventilation, vol 9 (4), pp. 385-392, 2016. doi.org/10.1080/14733315.2011.11683896.

[8] O. Voznyak, N. Spodyniuk, Yu. Yurkevych, I. Sukholova, O. Dovbush, "Enhancing efficiency of air distribution by swirled-compact air jets in the mine using the heat utilizators", Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, vol. 5 (179), pр. 89 – 94, 2020. doi:10.33271/nvngu/2020-5/089. doi.org/10.33271/nvngu/2020¬5/089.

[9] B. Both, Z. Szánthó, R. Goda, "Evaluation of air diffuser flow modelling methods experiments and computational fluid dynamics simulations", Energy Procedia, vol. 112, pp. 352-359, 2017. doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.06.021.

[10] H. Yu, C-M. Liao, H-M. Liang, "Scale model study of airflow performance in a ceiling slot-ventilated enclosure: isothermal condition", Building and Environment, vol. 38, pp. 1271-1279, 2003. dx.doi.org/10.1016/S0360-1323(03)00131-8.

[11] M.M. Keshtkar, M. Nafteh, "Investigation of influence of linear diffuser in the ventilation of operating rooms", Advances in Energy Research, vol. 4, pp. 239-253, 2016. dx.doi.org/10.12989/eri.2016.4.3.239.

[12] D. Law, A. Valdez, "Computational modeling and simulations of isothermal plane (linear) air jet velocity profile for slot diffusers", ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Proceedings (IMECE) 7, 2014. doi.org/10.1115/IMECE2014-37317.

[13] M. Borowski, R. Łuczak, J. Halibart, K. Zwolińska-Glądys, M. Karch, "Airflow fluctuation from linear diffusers in an office building: the thermal comfort analysis", Energies, vol. 14, pp. 4808, 2021. doi.org/10.3390/en14164808.

[14] S. Sheng, T. Yamanaka, T. Kobayashi, "Heating and ventilation performance investigation of a novel linear slot diffuser with adaptive outlet area for near window applications", Building and Environment, vol. 244, 2023, doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110813.

[15] D.Y. Park, S. Chang, "Numerical analysis on the thermal and air exchange performance of linear slot diffuser length variations in an office space", Indoor Air 2014 - 13th International Conference on Indoor Air Quality and Climate, pp. 334–341, 2014.

[16] Y. Chemerynskyi, O. Voznyak, "Some characteristics of air distribution at application of linear crevice diffuser", Energy Engineering and Control Systems, vol. 11, pp. 21 – 26, 2025. doi.org/10.23939/jeecs2025.01.021.

[17] J. Zhang, H. Kwok, J. Cheng, "Heritage Building Air Diffusion Performance Index: HVAC Diffuser Layout Evaluation for Heritage Building Preservation", Proceedings of the 20th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering (ICCCBE), vol. 628, Montréal, Québec, Canada, 2024.

[18] M. Madaliev, M. Usmonov, F. Tillaboyeva, A. Mamatov, B. Otakulov, S. Ro’zaliyev, Z. Mamatova, "Comparison of numerical results of RSM turbulence models for the problem of asymmetrical plane diffuser", BIO Web of Conferences, vol. 145, 2024. doi.org/10.1051/bioconf/202414503036.

[19] T. Eraslan, C. Keskin, M. Mengüç, "Airflow Characteristics and Thermal Comfort of Air Diffusers", ASME 2023 Heat Transfer Summer Conference, 2023. doi.org/10.1115/ES2023-107024.

[20] W.K. Chow, L.T. Wong, "Experimental studies on air diffusion of a linear diffuser and associated thermal comfort indices in an air-conditioned space", Building and Environment, vol. 29, pp. 523–530, 1994. doi.org/10.1016/0360-1323(94)90011-6.

[21] M. Alkhalaf, A. Ilinca, M. Hayyani, F. Martini, "Impact of Diffuser Location on Thermal Comfort Inside a Hospital Isolation Room", Designs, vol. 8, 2024. doi.org/10.3390/designs8020019.

[22] O. Voznyak, V. Bokhan, I. Sukholova, M. Kasynets, H. Klymenko, "Improvement of air distribution in a room with swirled air jets", Theory and Building Practice, vol. 7, pp. 112–116, 2025. doi.org/10.23939/jtbp2025.01.112.

[23] A. Erdogan, I. Aksoy, S. Canbazoğlu, "Effects of geometric parameters of perforated diffuser on sound pressure level sourced by airflow", Black Sea Journal of Engineering and Science, vol. 7, 2024. doi.org/10.34248/bsengineering.1421571.

[24] H. Schlichting, Boundary Layer Theory (6th Ed.), McGraw-Hill, New York, 1968.

[25] O. Voznyak, Y. Chemerynskyi, I. Sukholova, M. Kasynets, O. Savchenko, "Improving the efficiency of air distribution in a room with a linear slot diffuser", Theory and Building Practice, vol. 7, pp. 106–111, 2025. doi.org/10.23939/jtbp2025.01.106.

[26] O. Voznyak, I. Sukholova, N. Spodyniuk, M. Kasynets, O. Savchenko, O. Dovbush, O. Datsko, "Enhancing of ventilation efficiency of premise due to linear diffuser", Pollack Periodica, vol. 18, pp. 107-112, 2023. doi.org/10.1556/606.2023.00750.

Завантаження

Опубліковано

2025-09-28

Номер

Розділ

Інженерні мережі та обладнання