Αεροκουρτίνες: Τεχνολογία

Είναι γνωστό ότι σε ανοιχτές πόρτες με δύο παρακείμενες περιοχές σε διαφορετικές συνθήκες ο αέρας εναλλάσσεται μεταξύ τους επειδή οι νόμοι της φυσικής τείνουν να εξισώσουν τη διαφορά θερμοκρασίας και πίεσης μεταξύ των δύο πλευρών.

Βασικά η μεταφορά αέρα στις πόρτες συμβαίνει λόγω αυτών των 3 παραγόντων:

• Διαφορά θερμοκρασίας: είναι το φυσικό φαινόμενο μεταφοράς που δημιουργεί μεταφορά αέρα μεταξύ δύο περιοχών με διαφορά θερμοκρασίας. Ο θερμός αέρας θα ξεφύγει από την κορυφή της πόρτας και θα αντικατασταθεί από κρύο αέρα που μπαίνει στο κάτω μέρος. Όσο μεγαλύτερη διαφορά θερμοκρασίας τόσο μεγαλύτερες διεισδύσεις αέρα και απώλειες ενέργειας
• Διαφορά πίεσης: συνιστάται η εξισορρόπηση της διαφοράς πίεσης όσο το δυνατόν περισσότερο, επειδή επηρεάζει την απόδοση της αεροκουρτίνας. Αλλά σε ορισμένες εγκαταστάσεις, όπως καθαρές ζώνες, μια μικρή διαφορά πίεσης βοηθά στην αποτροπή εισόδου των σωματιδίων από έξω
• Άνεμος, εφέ στοίβας και ρεύματα: τροποποιώντας την ισχύ του πίδακα αέρα και τη γωνία εκφόρτισης εξόδου, η αεροκουρτίνα μπορεί να λειτουργήσει ενάντια στις κινήσεις εξαναγκασμένου αέρα όπως ο άνεμος ή τα ρεύματα. Αλλά εάν η ταχύτητα του εισερχόμενου αέρα είναι υπερβολική, η αεροκουρτίνα θα γίνει λιγότερο αποτελεσματική

Σχηματική αναπαράσταση των κύριων παραμέτρων που εμπλέκονται στην απόδοση μιας αεροκουρτίνας που παράγεται από το UPC (Πολυτεχνικό Πανεπιστήμιο της Καταλονίας). Η απόδοση μιας αεροκουρτίνας εξαρτάται από τη βελτιστοποίηση των παραγόντων απόδοσης.

h = αποτελεσματικό πλάτος του πίδακα α = γωνία εκφόρτισης U0 = ταχύτητα εκφόρτισης θ = αρνητική γωνία πρόσκρουσης H = ύψος ανοίγματος P1 = εξωτερική πίεση P2 = εσωτερική πίεση

The most important ones are:

Στροβιλισμός του πίδακα: ο χαμηλός στροβιλιστικός πίδακας θα είναι πολύ πιο αποτελεσματικός και θα εξοικονομήσει ενέργεια

Ταχύτητα αέρα: η ταχύτητα του αέρα πρέπει να είναι αρκετή κατά μήκος της πόρτας

Όγκος αέρα: ένας ευρύτερος πίδακας κάνει την αεροκουρτίνα ισχυρότερη έναντι της μεταφοράς αέρα στις πόρτες

Εκφόρτιση γωνίας: σύμφωνα με μια κατάσταση εάν οι πίδακες είναι καλά προσανατολισμένοι, θα αυξήσει την εξοικονόμηση ενέργειας

Τύπος ανεμιστήρα: αξονικός, εφαπτόμενος τροχός, φυγοκεντρικός κλπ. Οι ανεμιστήρες υψηλότερης πίεσης δημιουργούν ένα πίδακα υψηλότερης πίεσης που φτάνει πιο μακριά.

Για παράδειγμα, εάν συγκρίνουμε μια αεροκουρτίνα με εφαπτόμενο ανεμιστήρα με μια αεροκουρτίνα με φυγοκεντρικό ανεμιστήρα (με τον ίδιο όγκο αέρα), ο πίδακας από φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες θα είναι ισχυρότερος και μεγαλύτερος.

Μελέτες κουρτίνας αέρα του Πανεπιστημίου UPC έχουν αποδείξει ότι οι αναταράξεις αέρα είναι μία από τις πιο σημαντικές παραμέτρους που θα επηρεάσουν την απόσταση του πίδακα αέρα.

Το σχήμα του Πανεπιστημίου UPC δείχνει τη συμπεριφορά των αναταράξεων του αέρα:

Το βελτιστοποιημένο σχήμα του στομίου εξόδου, η θέση και ο τύπος των ανεμιστήρων, το σχήμα των ελασμάτων κ.λπ. επηρεάζει ουσιαστικά την απόδοση του πίδακα αέρα.

Εκφόρτιση γωνίας αεροκουρτίνας

Οι δοκιμές και οι πανεπιστημιακές μελέτες έχουν αποδείξει ότι η γωνία εκφόρτισης βοηθά ουσιαστικά την αεροκουρτίνα να είναι πιο αποτελεσματική.

Όταν παράγοντες όπως ο άνεμος, η διαφορά θερμοκρασίας ή πίεσης προκαλούν μεταφορά αέρα από έξω προς τα μέσα, μπορούμε να στοχεύσουμε τον πίδακα προς τα έξω κατά κάποιο βαθμό. Στη συνέχεια, η κατεύθυνση του πίδακα στην είσοδο του αέρα θα βοηθήσει να κρατήσει τον αέρα έξω. Η τροχιά του πίδακα θα είναι παραβολική, αλλά στο τέλος θα φτάσει στο πάτωμα κατά προσέγγιση από την πόρτα. Εάν δεν μπορούμε να ρυθμίσουμε την εκφόρτιση γωνίας, ο πίδακας θα ωθηθεί από τις εξωτερικές δυνάμεις αέρα.

Η θεωρία παραλληλόγραμμων δυνάμεων εξηγεί πώς συμπεριφέρονται οι δυνάμεις σε μια πόρτα.

Τα ακόλουθα διαγράμματα δείχνουν τη διαφορά μεταξύ αεροκουρτινών με σταθερά ελάσματα έναντι ρυθμιζόμενων ελασμάτων.

Κουρτίνα αέρα με σταθερά ελάσματα λιγότερο αποτελεσματική ⁽¹⁾ 

Η κουρτίνα αέρα με προσανατολισμένα ελάσματα

πιο αποτελεσματική⁽²⁾ 

⁽¹⁾ Η πρώτη, σταθερά ελάσματα, όπου η ταχύτητα του αέρα εισόδου ωθεί τον πίδακα της αεροκουρτίνας, το αποτέλεσμα του παραλληλόγραμμου των δυνάμεων εκτρέπεται προς τα μέσα. Αυτό επιτρέπει στον εξωτερικό αέρα να εισέλθει μέσα.

⁽²⁾ Η δεύτερη, ρυθμιζόμενα ελάσματα, όταν ο πίδακας αέρα είναι προσανατολισμένος στην είσοδο, οι προκύπτουσες δυνάμεις του παραλληλόγραμμου κατευθύνονται κάθετα προς το πάτωμα. Αυτό σημαίνει ότι ο εξωτερικός αέρας δεν εισέρχεται και ο εσωτερικός αέρας δεν διαφεύγει. Εκτός αυτού διατηρείται η εσωτερική θερμοκρασία.