Charakterystyczną cechą budowy hybrydowych urządzeń wentylacyjnych jest połączenie cech geometrycznych stacjonarnego wywietrznika grawitacyjnego z cechami geometrycznymi urządzenia wentylacji mechanicznej. Wykorzystaliśmy to w omawianym przypadku konstruując wywietrzak MONSUN. Wentylację mechaniczną stanowi wentylator SZTIL napędzany silnikiem elektrycznym. Wentylator ten zabudowany jest na zwieńczeniu wywietrznika w centralnej jego części.
Praca wentylatora a tym samym wydajność wentylacji, może być sterowana przez podanie do układu sterowania silnika sygnału z czujnika np. przepływu, temperatury, wilgotności itp.
Drugą charakterystyczną cechą użytkową hybrydowych urządzeń wentylacyjnych jest możliwość ich pracy, w miejscu zainstalowania, w sposób przemienny. W zależności od stanu urządzenia może ono pracować jako stacjonarny wywietrznik grawitacyjny (wentylator wyłączony) lub jako urządzenie wentylacji mechanicznej (wentylator pracuje). Urządzenia o opisanych wyżej cechach użytkowych i konstrukcyjnych, noszą nazwę hybrydowych urządzeń wentylacyjnych.
Schematyczna wizualizacja pracy wywietrzaka Monsun
Celem zwiększenia efektywności pracy części grawitacyjnej zamontowano wentylator w osi urządzenia na specjalnie wyprofilowanej dwukanałowej obudowie. Obudowa ta stanowi również efektywny ekran wykorzystujący siłę działającego na nią wiatru, oraz nie stanowi dużego oporu dla przepływającego przez niego powietrza wentylacji naturalnej.
Wywietrzak hybrydowy spełnia trzy podstawowe zasady działania wentylacji hybrydowej
» współdziałania wentylacji naturalnej i mechanicznej
» wspomagania mechanicznie wentylacji naturalnej
» działania wentylacji mechanicznej wspomaganej działaniem wyporu cieplnego i działaniem wiatru.
Spełnienie zasad przekłada się na:
» optymalizację konstrukcji wywietrzaka ( zespolona konstrukcja, optymalne gabaryty i masa),
» zmniejszenie zużycia energii przez wykorzystanie aeracji
» optymalny dobór ilości urządzeń wentylacyjnych, zmniejszenie kosztów inwestycyjnych.
Wywietrzak hybrydowy dzięki zastosowaniu korzystnego zestawienia cech geometrycznych dwukanałowej obudowy wywietrzaka oraz współpracującego wentylatora, pozwala na uzyskanie dwóch korzystnych stanów pracy urządzenia wentylacyjnego:
» wywietrzak hybrydowy pracuje jako wywietrzak grawitacyjny (wentylator wyłączony) – dwukanałowa obudowa pozwala na przepływ większej ilości powietrza niż to ma miejsce w znanych jednokanałowych urządzeniach wentylacji hybrydowej,
» wywietrzak hybrydowy pracuje jako urządzenie wentylacji mechanicznej (wentylator pracuje) – dwukanałowa obudowa pozwala na przepływ powietrza poprzez:
»» wewnętrzny kanał kołowy
»» kanał pierścieniowy obudowy zakończonej głowicą – tą dodatkową ilość powietrza wentylacyjnego uzyskuje się dzięki aerodynamicznemu opływowi obudowy poprzez powietrze wypływające z pod kopuły wentylatora.
Sumaryczna wydajność wywietrzaka hybrydowego w tym stanie pracy urządzenia jest większa niż miałoby to miejsce w równoważnym urządzeniu jednokanałowym.
Wizualizacja pracy części grawitacyjnej wywietrzaka Monsun
Zdjęcia poniżej przedstawiają w poglądowy sposób istotę działania wywietrzaka. W chwili włączenia wentylatora wypływająca z niego struga powietrza omywa zewnętrzną powierzchnię ekranu wywietrzaka. Działanie to powoduje zasysanie powietrza z części grawitacyjnej jak pokazuje ilustracja poniżej. Widoczna struga dymu zasysana z komory dymowej kieruje się do pierścienia współśrodkowego, którym płynie powietrze w sposób naturalny. Ciąg ten powodowany może być unosem temodynamicznym wynikającym z różnicy temperatur pomiędzy pomieszczeniem wentylowanym a poziomem temperatury na zewnątrz budynku, siłą wiatru który z różną prędkością omywa zewnętrzną powierzchnię wywietrzaka bądź strugą powietrza wytwarzaną mechanicznie przez wentylator. Zdjęcie powyżej pokazuje w jaki sposób powietrze wypływa z części grawitacyjnej wywietrzaka zasysane uprzednio przez strugę mechaniczną, którą wytwarza wentylator. Działanie eżekcyjne wentylatora może być regulowane jego prędkością obrotową im obroty wentylatora wyższe tym siłą wysysania w części grawitacyjnej większa a co za tym idzie strumień powietrza usuwanego w sposób grawitacyjny rośnie.
Wydajność zespołu wentylator Sztil + Monsun przy pracującym wentylatorze oraz bez zewnętrznego oddziaływania wiatru na powierzchnię wywietrzaka
Badania wykazały że przy pracującym wentylatorze średni wzrost wydajności w kanale wentylacyjnym wynosi 720 m3/h. Badania wykonano dla obrotów wentylatora 1200 1/m i przy sile wiatru 0 m/s.
Wydajność zespołu wentylator Sztil + Monsun przy pracującym wentylatorze oraz z zewnętrznym oddziaływaniem wiatru na powierzchnię wywietrzaka.
Badania wykazały że przy pracującym wentylatorze średni wzrost wydajności w kanale wentylacyjnym wynosi 920 m3/h. Badania wykonano dla obrotów wentylatora 1200 1/m i przy sile wiatru 8 m/s.
Badania przepływu w zewnetrznym pierscieniu wywietrzaka Monsun w którym ruch powietrza nastepowal w sposób naturalny. Laczna powierzchnia przekroju (najwezszej jego czesci w wywietrzaku Monsun 400 wynosi F=0,1316m2) powierzchnie ta podajemy równiez dla przypadku w którym projektant bedzie chcial przeliczyc ciag naturalny biorac pod uwage róznice temperatur pomiedzy pomieszczeniem wentylowanym a temperatura zewnetrzna (ponizej diagram):
Wpływ różnicy temperatur na prędkość powietrza grawitacyjnego wewnątrz kanałów wentylacyjnych wentylacji naturalnej.
