Ilmaverhot: Teknologia

Tiedetään, että ilmaa vaihtuu avoimissa ovissa, joissa kohtaa kaksi eri olosuhdetta omaavaa aluetta, koska fysiikan lakien mukaan lämpötilan ja paineen erot pyrkivät tasoittumaan molempien puolien välillä.

Periaatteessa ilman siirto oviaukoissa tapahtuu näiden kolmen tekijän takia:

• Lämpötilojen ero: Luonnollinen konvektiovaikutus, joka siirtää ilmaa kahden lämpötilaeroalueen välillä. Lämmin ilma kulkee oviaukon yläosasta korvautuen kylmällä ilmalla, joka tulee alaosasta. Mitä suuremmat lämpötilaerot, sitä suurempi ilman liike ja energiahäviö.
• Paine-ero: Paine-eroa on suositeltavaa tasapainottaa mahdollisimman paljon, koska se vaikuttaa ilmaverhon suorituskykyyn. Kuitenkin joissakin paikoissa, kuten puhdastiloissa, pieni paine-ero auttaa estämään hiukkasten pääsyn sisälle
• Tuuli, paine-efekti ja veto: Muokkaamalla ilmasuihkun voimaa ja poistoaukon kulmaa, ilmaverho voi toimia ilman liikkumista vastaan, kuten tuulta tai vetoa. Mutta tulevan ilman nopeuden ollessa liikaa, ilmaverhon vaikutus vähenee

Kaaviokuva ilmaverhon suorituskyvyn parametreistä UPC:n (Katalonian ammattikorkeakoulun) tuottamana.

Ilmaverhon tehokkuus riippuu suorituskykytekijöiden optimoinnista.

h = effective width of the jet α = discharge angle U0 = discharge velocity θ = negative impact angle H = opening height P1 = outside pressure P2 = inside pressure

Tärkeimmät ovat:

Suihkun turbulenssi: Alhaisen turbulenssin suihku on paljon tehokkaampi ja säästää energiaa
Ilman nopeus: Ilman nopeuden pitäisi olla tarpeeksi voimakas koko oviaukossa
Ilmamäärä: Laajempi suihku tekee ilmaverhosta vahvemman ilman vaihtumista vastaan
Kulmien ero: Tilanteen mukaan. Hyvin suunnatut suuttimet lisäävät energian säästöä
Puhaltimen tyyppi: Aksiaalinen, tangentiaalinen pyörä, keskipakoinen jne. Korkeamman paineen puhaltimet muodostavat korkeapaineisemman suihkun, joka ulottuu kauemmaksi. Esimerkiksi, jos verrataan ilmaverhoa tangentiaalisella puhaltimella ja ilmaverhoa keskipakoispuhaltimella (samalla ilmamäärällä), keskipakoispuhaltimella varustettu suihku tulee olemaan vahvempi ja suurempi.

UPC:n yliopiston ilmaverhotutkimukset ovat osoittaneet, että ilman turbulenssit ovat yksi tärkeimmistä parametreistä, joka vaikuttaa ilmasuihkun etäisyyteen.

UPC yliopiston kaavio näyttää ilman turbulenssien käyttäytymisen:

Poistoaukon optimoitu muoto, puhaltimien sijainti ja malli, lamellien muoto jne. vaikuttavat merkittävästi ilmasuihkun suorituskykyyn.

Ilmaverhojen virtauskulma

Testit ja korkeakoulututkimukset ovat osoittaneet, että optimaalinen virtauskulma auttaa merkittävästi parantamaan ilmaverhon tehoa.

Kun tuulen, lämpötilan tai paine-eron aiheuttamat tekijät aiheuttavat ilman siirtymistä ulkoa sisälle, voi suihkua kohdistaa hieman ulospäin. Silloin suihkutussuunta ilmanottoaukosta poispäin auttaa pitämään ilman ulkona. Suihkun liikerata on parabolinen, mutta suihkun loppuosa osuu lattialle suunnilleen oviaukon kohdalle. Jos virtauskulmaa ei pysty säätämään, tulee suihku ulkoisten voimien vaikutuksesta sisälle.

Voimien suunnikasteoria kertoo miten voimat käyttäytyvät oviaukossa. Seuraavissa kaavioissa näytetään ilmaverhojen kiinteiden ja säädettävissä olevien lamellien välisiä eroja.

Ilmaverho, jossa on kiinteät lamellit, ei ole yhtä tehokas ⁽¹⁾

Ilmaverho suunattavilla lamelleilla on tehokkaampi ⁽²⁾ 

⁽¹⁾ Ensimmäinen, kiinteillä siivillä (lamelleilla). Sisäänmenevän ilman paine työntää ilmaverhon suihkua, joka siirtyy suunnikkaiden voimien tuloksena sisäänpäin. Tämä mahdollistaa ulkoilman pääsyn sisälle.

⁽²⁾ Toinen, säädettävillä siivillä. Kun ilmasuihku on suunnattu poispäin sisäänkäynnistä, se suuntautuu suunnikkaiden voimien tuloksena kohtisuoraan lattiaan. Tämä tarkoittaa sitä, että ulkoilma ei pääse sisään eikä sisäilmaa karkaa ulos. Tämän lisäksi sisäinen lämpötila pidetään yllä.