کانال فلکسیبل چیست – معایب کانال فلکسیبل

امروزه استفاده از کانال فلکسیبل هوا در بسیاری از پروژه ها مدنظر است، اما در استفاده از این نوع کانال کشی باید به برخی موارد توجه داشت. در ادامه قصد داریم به بررسی برخی معایب کانال فلکسیبل هوا بپردازیم.

برای تنظیم و طراحی یک سیستم تهویه مطبوع HVAC و استفاده از حداکثر بهره‌وری آن، باید تمام قطعات و پروسه پیاده سازی به بهترین نحوه ممکن و استاندارد پیش برود. یکی از اجزای اصلی و تاثیر‌گذار در این پروسه، بحث کانال‌کشی (کانال فلزی یا کانال فلکسیبل هوا ) است. درواقع، کانال‌کشی یک مسئله بسیار مهم در امر تهویه و انتقال هوا در صنعت HVAC به شمار می‌رود.

وظیفه اصلی کانال‌، انتقال هوا از دستگاه‌های تهویه مطبوع مثل هواساز، داکت اسپلیت، فن کویل، کولر و انواع دیگر فن‌های دمنده و مکنده به اتاق‌ها، سالن‌ها و محل مورد نظر است. در این مقاله از لوگرانو قصد داریم تا در مورد انتخاب کانال‌های انعطاف‌پذیر (کانال فلکسیبل هوا) برای سامانه‌ HVAC نکات مفیدی را بیان کنیم.

کانال فلکسیبل چیست ؟

کانال‌های انعطاف پذیر بسیار ارزان می‌باشند و نصب آنها نیز آسان است؛ ولی به دلیل ساختار حلزونی سیمی مارپیچی کانال‌های انعطاف پذیر دارای بالاترین تلفات اصطکاکی در قیاس با کانال‌ های فلزی ورقی یا کانال‌های صفحه‌ای فایبرگلاس (چهارگوش) می‌ باشند.

شکل هسته درونی کانال فلکسیبل هوا با فشرده سازی و خمش، تغییر می‌کند و این مورد منجر به افزایش اغتشاش و تلفات اصطکاکی می‌ گردد. متاسفانه فشرده سازی و خمش جزء ویژگی‌های مطلوبی می‌باشند که کانال‌های انعطاف پذیر را متداول کرده‌اند.

بنابراین مسلماً نصابان کانال‌ها، کانال‌های انعطاف پذیر را ترجیح ‏می‌دهند؛ زیرا به دلیل انعطاف پذیری و نرمی کانال‌های مذکور، نصابان قادر به فشرده سازی کانال‌های انعطاف پذیر ‏در مکان‌های تنگ می‌ باشند و قادر به پیچش کانال‌ها در اطراف گوشه‌ها و فشرده سازی طول‌های مفرط میان اتصال‌های فیتینگ‌ها می‌ باشند. بنابراین کانال‌های مذکور‌، کاهش بازدهی تجهیزات و افزایش هزینه‌های مالکان در بخش‌های مختلف را در پی دارد.

انواع کانال فلکسیبل هوا

• ‏کانال فلکسیبل فویلی آلومینیومی: این نوع کانال انعطاف پذیری بالا و وزن سبک دارد. ‏مقاومت در برابر رطوبت و ‏خوردگی و شعله آتش نیز از دیگر نکات آن است.‏
• کانال فلکسیبل برزنتی‎: کانال فلکسیبل برزنتی‎ ‎از استحکام کششی بالایی برخوردار است. باتوحه به اینکه کانال ‏فلکسیبل برزنتی از الیاف پلی استر ‏روکش شده از مقاومت بیشتری نسبت به کانال فلکسیبل ‏آلومینیومی برخوردار است.‏
• کانال فلکسیبل با عایق الاستومری
• کانال فلکسیبل با عایق پشم شیشه
• کانال فلکسیبل خرطومی ‏PVC
• کانال فلکسیبل با عایق پلی اتیلن

کانال‌های انعطاف پذیر به دلیل سهولت نصب و هزینه پایین‌تر (تجهیزات)، کانال‌های کاملا متداولی در سراسر جهان و به ویژه در ایالت‌های جنوبی و ‏غربی آمریکا می‌ باشند. پیمان کاران و ساختمان سازان دریافته‌اند که سامانه‌های کانال کشی مذکور را می‌توانند در هر جایی ‏با هم سازی اندکی (یا بدون هم سازی) با طراحی و پیکربندی ساختمان نصب نمایند.

باید اشاره کرد که در برخی مناطق قانون‌های برای استفاده از کانال انعطاف پذیر یا فلکسیبل هوا (flexible duct) در نظر گرفته شد. برای مثال در برخی از ایالت‌های آمریکا، کاربرد کانال‌های انعطاف پذیری با طول ۵ فوت (۱.۵ متر) و یا کمتر در انتهای یک مسیر کانال کشی فلزی ورقی ممنوع است.

الزام مذکور ‏همکاری مشترکی میان پیمان کاران و ساختمان سازان را برای کاربرد سامانه کانال کشی صحیح در پی داشته است. ولی در سایر بخش‌ها و مناطق با مجوز کاربرد کانال‌های انعطاف پذیر، گرایش گسترده‌ای در نصب نامطلوب سامانه کانال کشی و چشم پوشی از ‏مقوله جریان هوا در حال گسترش است.

باتوجه به شرایطی که ذکر شد و نیاز به ارایه استاندارهای مناسب برای یکسان سازی استفاده از کانال‌ فلکسیبل هوا یک انجمن با نام شورای کانال هوا (قبلاً شورای انتشار هوا نام داشت) که شامل گروهی از سازندگان کانال‌های انعطاف پذیر ‏هوا است، راهنمای نصبی را با عنوان کارآیی کانال‌های انعطاف پذیر و استانداردهای نصب منتشر می‌کند.

‏

چکیده‌ای از راهنمای نصب ارایه شده از سمت شورای کانال هوا The Air Diffusion Council (ADC)‏ در رابطه با خطرهای نصب نامطلوب کانال‌های انعطاف پذیر به وسیله نصابان در ذیل ارائه شده است:

• تعداد خم‌ها، ‏تعداد یا درجه‌های خمیدگی هر خم و مقدار شکم دادگی (خمش) مجاز میان تیرهای حائل دارای تأثیرهای عمیقی بر ‏کارآیی سامانه (به دلیل افزایش مقاومت ناشی از هر کدام از آنها) دارد.
• در زمان کاربرد کانال فلکسیبل هوا کاملاً طویل از ‏نصب کانال‌های مذکور در شرایط متراکم و یا کاربرد طول‌های مفرط بپرهیزید. مورد مذکور منجر به افزایش تلفات اصطکاکی قابل توجهی می‌گردد.

توزیع هوای کمتر به معنای لزوم کارکرد طولانی‌تر سامانه برای دست‌یابی به تراژ آسایش مطلوب است. مشکل جریان هوا برای سال‌ها در صنایع HVAC معزلی بوده است و برخی از پیمانکاران در این به جای رفع ریشه‌ای مشکل جریان هوای ناکافی در یک پروژه، تنها به تعیین اندازه تجهیزات اکتفا کرده‌اند.

در سال‌های قبل، بازبینی جامعی از جریان هوای کانال‌های HVAC به وسیله شورای کانال هوا با همکاری ASHRAE و شرکت‌های سرمایه گذار دیگری اجرا گردید. پژوهش‌های مذکور در آزمایشگاه سامانه‌های انرژی (ESL) دانشگاه A&M تگزاس برای تعیین میزان دقت جدول‌های تلفات اصطکاکی راهنمای D و ارزیابی وابستگی دقیق روش‌های آزمایشی کاربردی برای گردآوری داده‌های تلفات اصطکاکی با روش‌های نصب پیشرفته امروزی تحت قرار گرفت.

معایب کانال فلکسیبل

بررسی پژوهش ESL نشان داد که در زمان پیگیری پروتکل‌های آزمایش تشریحی ASHREAE، جدول‌های تلفات اصطکاکی راهنمای D و در نتیجه داکتیلاتورهای متناظر با راهنمای D برای هر دو نوع از کانال‌های انعطاف پذیر و فلزی مدور دقیق می‌باشند. با این حال هنگام آزمایش کانال‌های انعطاف پذیر درشرایط عین ساخت (نظیر ‏آنچه در تأسیسات پیشرفته امروزی مشاهده می‌شود)، تلفات اصطکاکی تا ۱۰ برابر از مقادیر مندرج در راهنمای‎ D ‎بالاتر است. پژوهش مشاب‌های نیز در آزمایشگاه ملی لورنس برکلی، نتایج بسیار مشابه‌ی را نشان می‌دهد.

داکتیلاتور (Ductulator): ابزاری در صنایع HVAC برای سایزبندی کانال‌کشی سامانه‌های مکانیکی

طرح ابتکاری شرکت آمریکایی Trane و علت نام‌گذاری این ابزار به داکتیلاتور، ادغام دو واژه Duct و Calculator به صورت Ductulator به معنای ابزار محاسبه‌گر کانال بوده است. داکتیلاتور ابزاری سریع و کارآمد برای طراحان، ناظران و مجریان کانال است و نقشه به‌سزایی در افزایش سرعت طراحی، نظارت، کنترل نقشه و کاربردهایی مانند آن دارد. در ادامه توضیح مختصری درباره چگونگی استفاده از داکتیلاتور ارائه شده است.

روش مقر برای ‏اجرای آزمایش جریان هوای کانال‌های انعطاف پذیر شامل کشیدگی کامل کانال انعطاف پذیر و قرادهی آن بر روی سطحی ‏مسطح است؛ در این شرایط کانال انعطاف پذیر در فشردگی تقریبی ۴ درصدی طولی (مستقیم) قرار می‌گیرد.

سپس ‏هوا از طریق نیروی اجباری (دمنده) از میان مقطع کانال آزمایشی عبور می‌کند و حسگرها نیز افت فشار را ثبت ‏می‌کند. مشکل عملی آزمایش مذکور در واقع آن است که کانال‌های انعطاف پذیر به ندرت مطابق با روش آزمایشی تجویزی در خط مستقیمی کشیده و نصب می‌گردند.

‏یکی از اشتباه‌های متداول نصابان، عدم برش طول اضافی کانال انعطاف پذیر، پیش از الصاق اتصال‌ها است. شیوه ‏مذکور (عدم برش طول اضافی) منجر به فشردگی کانال انعطاف پذیر تا طول کوتاه‌تری مشابه شکل آکاردئونی می‌شود. ‏مقدار فشردگی کانال انعطاف پذیر به عنوان درصدی از طول کشیده آن بیان می‌گردد.

شکل بالا، کانال انعطاف پذیری را در ‏نرخ‌های فشردگی گوناگون نشان می‌دهد. این شکل تفاوت ظاهری ناچیز کانال مذکور را در شرایط کشش کامل و ‏فشردگی کامل نشان می‌دهد. پژوهشگرانESL ‎، تأثیرهای فشردگی طولی کانال‌های انعطاف پذیر را بررسی کرده‌اند. ‏یافته های پژوهش مذکور نشان می‌دهند که حتی مقادیر اندکی از فشردگی مذکور به طور چشم گیری منجر به افزایش تلفات اصطکاکی می‌گردد.

یک روش قدیمی قابل قبول، افزایش سایز کانال انعطاف پذیر تا یک قطر (سایز) بالاتر از کانال فلزی است (در شرایط کاربرد کانال انعطاف پذیر به جای فلزی). پژوهش ESL نشان می‌دهد که یک کانال انعطاف پذیر ۱۰ اینچی با فشردگی طولی ۱۵ درصدی معادل یک کانال فلزی ۸ اینچی است. فشردگی تنها یکی از متغیرهای نصب است که منجر به افزایش تلفات اصطکاکی کانال‌های انعطاف پذیر می‌شود.

علی‌رغم خمیدگی و چین خوردگی مفرط کانال‌های انعطاف پذیر، غالباً نصابان ترجیج می‌دهند که به جای کاربرد مستقیم‌ترین مسیر و برش طول اضافی کانال‌های انعطاف پذیر از یک قطعه انعطاف پذیر (با هر خمیدگی با طول و چین خوردگی) استفاده کنند.

روش مذکور یکی از معایب کانال فلکسیبل هوا است که منجر به اتلاف مواد و افزایش اضافی طول و تلفات اصطکاکی سامانه کانال کشی می‌گردد. به دلیل عدم آگاهی بسیاری از پیمان کاران ساختمان سازان از تأثیر قابل توجه مواد کارآیی – پایین کانال‌ها و نصب ناصحیح آنها، مشکل‌های مذکور را تا زمان تشخیص به وسیله برنامه‌های صرفه جویی انرژی یا محدودسازی، استفاده از کانال‌های انعطاف پذیر را ادامه می‌دهند.

در شرایط کنونی گروه سرویس‌های صرفه جویی Conservation Services Group) CSG)، گستره وسیعی از برنامه‌های تازه‌ای را در رابطه با موضوع کیفیت سنجی کانال‌کشی برای منازل را ارایه داده‌اند. استاندارد‌های گروه CSG به موارد زیر اشاره دارد:

• تا حد امکان از کاربرد کانال‌های انعطاف پذیر اجتناب نمایید.
• در شرایط کاربرد کانال‌های انعطاف پذیر تلفات اصطکاکی اضافه‌ای را در طراحی سامانه HVAC در نظر بگیرید.
• مسیرهای کانالی انعطاف پذیری با طول بیش از ۵ فوت می‌توانند منجر به محدودسازی شدید جریان هوا گردند.
• تا حد امکان از کانال‌های انعطاف پذیر کوتاه و مستقیم استفاده نمایید.

همچنین ASHRAE راهنمای طراحی انرژی پیشرفته‌ای را برای ساختمان‌های اداری کوچک، ساحتمان‌های خرده فروشی و ساختمان‌های مدارس منتشر کرده است. هدف از راهنما‌های مذکور، دست یابی به صرفه جویی انرژی ۳۰ درصدی بوده و شامل توصیه‌های ذیل در مورد کانال‌های انعطاف پذیر است:

کانال کشی انعطاف پذیر باید از نوع عایق‌دار و منطبق با این شرایط باشد:

• کانال انعطاف پذیر باید محدود به اتصال‌های میان انشعاب کانال و دیفیورزها باشد.
• کانال فلکسیبل هوا باید محدود به اتصال‌های میان انشعاب کانال و یونیت‌های انتهایی VAV باشد.
• طول کانال انعطاف پذیر باید محدود به ۵ فوت (طول کاملا کشده) یا کمتر باشد.
• بدون هیچگونه پیچ خوردگی نصب گردد.
• هنگام کاربرد به عنوان یک زانویی، با یک تکیه‌گاه زانویی پردوام نصب گردد.
• کانال‌های انعطاف پذیر نباید با فشردگی بیش از ۱۵ درصدی در قیاس با طول کاملا کشیده نصب گردند.

کانال‌های ورقی فلزی

از میان ۳ نوع اصلی کانال‌ کشی در سیستم‌های تهویه مطبوع، کانال‌های فلزی ورقی هنوز نیز تمیزترین، کارآترین و بادوام‌ترین جریان هوای سامانه توزیع هوا را تأمین می‌کند. به علاوه ساده‌ترین روش توزیع بهترین جریان هوا، نصب کانال فلزى ورقی در خطی مستقیم است.

بنابراین تکنیسین‌های نصب، همواره در تلاش هستند تا تعداد گردش‌های سامانه کانال کشی را محدود سازند و سامانه کانال کشی را به گونه‌ای طراحی نمایند که هر مسیر کانال تا حد امکان به طور طولانی و بدون هیچ تغییر جهتی امتداد یابد. برآیند کانال کشی مذکور یک سامانه کانالی فلزی گالوانیزه با کمترین گردش‌ها (تغییر جهت‌ها) است، که منجر به محدودسازی تلفات اصطکاکی و افزایش بازده می‌گردد.

عنصر روی روکش‌های گالوانیزه کانال‌های ورقی فلزی منجر به رفع کپک‌ها می‌گردد و حفاظت فوق العاده‌ای را در برابر رشد انواع ارگانیزم‌ها (باکتری، میکروب، قارچ و غیره) تأمین می‌کند.

مورد مذکور دارای مزایای بسیاری است (بر طبق یافته‌های سال‌های اخیر) مسلما سامانه‌های کانال کشی نیازمند تمیزکاری (هر چند وقت یک بار) می‌ باشند؛ به علاوه تمیزکاری و نگهداری از سطوح سخت و هموار کانال‌های فلزی ورقی در قیاس با سطوح کانال‌های غیرفلزی بسیار بهتر انجام می‌‌گیرد.

مقاله مرتبط: سیستم‌های تهویه مطبوع و تمیزی هوای داخل ساختمان

سامانه‌های ترکیبی کانال کشی

به دلیل همواری و سختی سطوح کانال‌های فلزی و ورقی، کانال‌های مذکور قادر به انتقال بسیار کارآی جریان هوا می‌باشند. به علاوه کانال‌های مذکور منجر به بروز سر و صدای کمتری نیز می‌‌گردند، این یعنی کارآیی صوتی بالاتر.

کانال فلکسیبل هوا دارای سطوح زبری می‌باشند، پس کاربرد این نوع کانال‌ها، کاراترین روش برای انتقال هوا است، ولی دارای ویژگی‌های کاهنده صوتی فوق العاده‌ای نیستند. بنابراین بهترین روش کانال کشی پیمانکاران در مناطق و کشورهای با محدودیت‌های استفاده از کانال‌های انعطاف پذیر، به کاربردن سامانه کانال کشی فلزی و نصب طول کوتاهی (۳ تا ۵ فوت) از کانال انعطاف پذیر در انتهای مسیر کانال می‌باشد.

سامانه‌های کانال کشی ترکیبی، هر دو ویژگی بیشینه سازی بازده کانال فلزی و سهولت کاربری کانال انعطاف پذیر را در پی دارند. کانال انعطاف پذیر در واقع اتصال انتهایی به جعبه رجیستر (شبکه توزیع اتاقی) سامانه کانال کشی ترکیبی را تأمین می‌کند و سرو صدای سامانه HVAC را نیز کمینه می‌سازد.

در شرایط جاری گرایش محصول‌های کانال کشی HVAC تازساز به سوی گونه‌های سریع‌تر، ارزان‌تر و آسان‌تر متمایل شده است. محصولاتی با ویژگی سهولت نصب منجر به پرداخت هزینه کمتری به تکنسین‌های نصب شده و در نتیجه مشکلات و وابستگی‌های نصب و استقرار کانال کشی نیز کمتر شده است.

» نتیجه گیری

افزایش هزینه‌های انرژی و رشد آگاهی افراد از کیفیت هوای داخلی، فضاهای زندگی تمیز، اهمیت سلامتی و شرایط آسایش منجر به این شده است که مالکان ساختمان‌ها تاکید بیشتری بر پیاده سازی استاندارد سیستم‌های HVAC داشته باشند.

نصب یک سامانه کانال کشی فلزی ورقی یا ترکیبی به عنوان یک شیوه مناسب، روش فوق العاده‌ای برای برآورده سازی الزام‌های ذکر شده است. صرف نظر از مواد کاربردی، تعیین اندازه و نصب صحیح کانال‌ها نیز پارامترهایی هستند که برای بهبود کارآیی سامانه‌های کانال کشی و پوشش معایب کانال فلکسیبل هوا و در نتیجه افزایش بازده انرژی، حیاتی می‌باشند.

منابع:

Airflow Is Critical To HVAC System Performance – By, Chris Van Rite, M&M Manufacturing Co

ASHRAE Advanced Energy Design Guide for “Small Office Buildings”