Jak se určuje rozptylová vzdálenost?

1. Definice

Rozptylová vzdálenost se skládá ze zóny mlhy a navazující zóny expanze a míchání. Zónou mlhy se rozumí úsek za zvlhčovačem vzduchu – od vpuštění páry až po její úplné vstřebání do vzduchu v systému. Na ni navazuje zóna expanze a míchání. V tomto úseku se přiváděná vlhkost rovnoměrně mísí s průtokem vzduchu. Délka potřebné rozptylové vzdálenosti závisí vždy na následujícím prvku ve směru proudění vzduchu. Správné dimenzování rozptylové vzdálenosti je mimořádně důležité pro zabránění kondenzaci uvnitř vzduchových potrubí. Jeho znalost má zásadní význam i pro správnou regulaci vlhkosti, protože regulační čidla by měla být umístěna až tam, kde jsou hodnoty vlhkosti vyrovnané.

Stanovení délky rozptylové vzdálenosti „BN“ závisí na různých faktorech. Pro snadné určení délky rozptylové vzdálenosti „BN“ lze použít tabulku rozptylových vzdáleností. Orientační hodnoty uvedené v tabulce se vztahují k rozsahu teplot přiváděného vzduchu od 15 °C do 30 °C.

Rozptylové vzdálenosti u jednoduchého distributoru páry

Rozptylová vzdálenost BN v m v závislosti na vstupní vlhkosti φ1 a výstupní vlhkosti φ2:

Při φ1 ≥ 5 % r.F. vyplývají pro φ2 ≥ 40/50/60/70/80/90 % r.F. hodnoty 0,9/1,1/1,4/1,8/2,3/3,5 m.

Při φ1 ≥ 10 % r.F.: 0,8/1,0/1,3/1,7/2,2/3,4 m.

Při φ1 ≥ 20 % r.F.: 0,7/0,9/1,2/1,5/2,1/3,2 m.

Při φ1 ≥ 30 % r.F.: 0,5/0,8/1,0/1,4/1,9/2,9 m.

Při φ1 ≥ 40 % r.F. pro φ2 ≥ 50/60/70/80/90 % r.F.: 0,5/0,8/1,2/1,7/2,7 m.

Při φ1 ≥ 50 % r.F. pro φ2 ≥ 60/70/80/90 % r.F.: 0,5/1,0/1,5/2,4 m.

Při φ1 ≥ 60 % r.F. pro φ2 ≥ 70/80/90 % r.F.: 0,7/1,2/2,1 m.

Při φ1 ≥ 70 % r.F. pro φ2 ≥ 80/90 % r.F.: 0,8/1,7 m.

φ1 ≥ relativní vlhkost přiváděného vzduchu před zvlhčováním

φ2 ≥ relativní vlhkost přiváděného vzduchu za distribuční trubicí páry

2. Vliv zvlhčování na kvalitu regulace

Při parním zvlhčování vzduchu má rozptylová vzdálenost zvláštní význam. Vodní pára vystupující z distribučních trubek páry nejprve kondenzuje v proudu vzduchu a je v určitém úseku (rozptylové vzdálenosti) viditelná jako mlha. Následuje expanzní a směšovací zóna, ve které dochází k rovnoměrnému promíchání vzduchu v systému s přiváděným množstvím páry. Tuto skutečnost je třeba zohlednit při dimenzování rozptylových vzdáleností, a to již jen z hlediska hygienického provozu. Pro přesné výsledky regulace je rozhodující optimální rozložení vlhkosti v místě instalace měřicích čidel. Rozptylová vzdálenost závisí na různých faktorech a tvoří základ pro stanovení požadovaných minimálních vzdáleností od následujících částí zařízení a měřicích čidel.

3. Jak lze zkrátit rozptylovou vzdálenost?

Kondenzaci do jisté míry podporuje kontakt vodní páry s chladnějším vzduchem v systému. Hlavním důvodem kondenzace je však nevhodné rozložení množství páry v průřezu vzduchotechnického potrubí podél distribuční trubky páry. Zejména při dodatečných instalacích nejsou k dispozici potřebné rozptylové vzdálenosti. V takových případech často vede k úspěchu použití vícenásobných systémů rozvodu páry. Tím lze dosáhnout co nejhomogennějšího rozložení vodní páry v celém průtoku vzduchu s odpovídajícími krátkými rozptylovými vzdálenostmi. Cenným měřítkem pro hodnocení rozložení páry je index homogenity.

Rozptylové vzdálenosti u vícenásobných rozvodů páry

Rozptylová vzdálenost BN v m v závislosti na vstupní vlhkosti φ1 a výstupní vlhkosti φ2:

Při φ1 ≥ 5 % r.F. vyplývají pro φ2 ≥ 40/50/60/70/80/90 % r.F. hodnoty 0,22/0,28/0,36/0,48/0,66/1,08 m.

Při φ1 ≥ 10 % r.F.: 0,26/0,26/0,45/0,45/0,64/1,04 m.

Při φ1 ≥ 20 % r.F.: 0,16/0,22/0,30/0,41/0,58/0,96 m.

Při φ1 ≥ 30 % r.F.: 0,10/0,17/0,25/0,36/0,52/0,88 m.

Při φ1 ≥ 40 % r.F. pro φ2 ≥ 50/60/70/80/90 % r.F.: 0,11/0,20/0,30/0,45/0,79 m.

Při φ1 ≥ 50 % r.F. pro φ2 ≥ 60/70/80/90 % r.F.: 0,13/0,24/0,38/0,69 m.

Při φ1 ≥ 60 % r.F. pro φ2 ≥ 70/80/90 % r.F.: 0,16/0,30/0,58 m.

Při φ1 ≥ 70 % r.F. pro φ2 ≥ 80/90 % r.F.: 0,20/0,45 m.

φ1 – relativní vlhkost přiváděného vzduchu před zvlhčováním

φ2 – relativní vlhkost přiváděného vzduchu za distribuční trubicí páry

U šířek potrubí < 600 mm se rozptylová vzdálenost u vícenásobných systémů rozvodu páry prodlužuje o

4. Minimální vzdálenosti, které je třeba dodržet v expanzní zóně

Aby vodní pára vystupující z distribuční trubice páry nekondenzovala na následujících součástech zařízení, musí mít součásti zařízení umístěné za distributorem páry určitou minimální vzdálenost (na základě rozptylové vzdálenosti „BN“) od distributoru páry.