Vzduchové clony: Technologie

Je známo, že na otevřených dveřích se dvěma přilehlými prostory rozdílných podmínek dochází k výměně vzduchu, jelikož fyzikální zákony mají tendenci vyrovnávat rozdílnou teplotu a tlak mezi oběma stranami.

V podstatě k přenosu vzduchu na dveřích dochází v důsledku těchto 3 faktorů:

• Rozdíl teploty: je přirozeným účinkem proudění, který vytváří přenos vzduchu mezi dvěma oblastmi s rozdílnou teplotou. Teplý vzduch uniká skrz horní část dveří a je nahrazen studeným vzduchem přicházejícím zespoda. Čím větší teplotní rozdíl, tím větší infiltrace vzduchu a energetická ztráta
• Rozdíl tlaku: je doporučeno vyrovnávat rozdíl v tlaku co nejčastěji, jelikož to má vliv na výkon vzduchové clony. Ale u některých instalací, jako např. v čistých zónách, pomáhá malý rozdíl v tlaku zabránit vstupu venkovním částicím.
• Vítr, komínový efekt a průvan: úpravou síly proudu a úhlu výstupního otvoru, může vzduchová clona pracovat proti tlačeným pohybům vzduchu, jako jsou vítr nebo průvan. Ale v případě, že je rychlost přiváděného vzduchu příliš vysoká, vzduchová clona bude méně účinná

Schematické znázornění hlavních parametrů podílejících se na výkonu vzduchové clony, vytvořené Katalánská polytechnickou univerzitou.
Účinnost vzduchové clony závisí na optimalizaci výkonových faktorů.

h = účinná výška proudu α = úhel výstupu U0 = rychlost proudění výstupu θ = negativní úhel dopadu H = výška otvoru P1 = vnější tlak P2 = vnitřní tlak

Ty nejdůležitější jsou:

Turbulence proudu: nízká turbulence proudu bude efektivnější a ušetří energii
Rychlost vzduchu: rychlost proudění vzduchu by měla být přes dveře dostatečná
Objem vzduchu: širší proud dělá vzduchovou clonu odolnější proti výměně vzduchu ve dveřích
Úhel výstupu: dle dané situace, pokud je proud dobře orientován, zvýší se úspora energie
Typ ventilátoru: axiální, tangenciální kolo, radiální atd. Ventilátory s vyšším tlakem vytváří vyšší tlak proudu, který dosáhne dál. Například, pokud srovnáme vzduchovou clonu s tangenciálním ventilátorem se vzduchovou clonu s radiálním ventilátorem (se stejným objemem vzduchu), proud vzduchu z radiálních ventilátorů bude silnější a větší.

Studie Katalánské polytechnické univerzity ukázaly, že vzduchové turbulence jsou jedním z nejdůležitějších parametrů, které ovlivní vzdálenost proudu vzduchu.

Schéma Katalánské polytechnické univerzity ukazuje chování turbulence vzduchu:

Optimální tvar výstupní sběrné komory, poloha a typ ventilátorů, tvar lamel atd., podstatně ovlivňují výkon vzduchových trysek.

Úhel výstupu vzduchové clony

Testy a studie univerzity potvrdily, že úhel výstupu podstatně napomáhá vyšší efektivitě vzduchové clony.

Když faktory jako vítr a rozdíl v teplotě a tlaku způsobují přesun vzduchu mezi vnějším a vnitřním prostředím, můžeme do určité míry nasměřovat proud směrem ven. Proudění nasměrované proti vstupu vzduchu poté pomůže udržet vzduch venku. Trajektorie proudu bude parabolická, ale na konci dosáhne podlahy přibližně u dveří. Pokud úhel výstupu nemůžeme upravit, bude tlačen vnějšími vzdušnými silami.

Teorie síly rovnoběžníku vysvětluje, jak se síly chovají na dveřích. Následující obrázky ukazují rozdíl mezi vzduchovými clonami s pevnými lamelami oproti těm s nastavitelnými.

Méně účinná vzduchová clona s pevnými lamelami ⁽¹⁾

Účinnější vzduchová clona s orientovanými lamelami ⁽²⁾ 

⁽¹⁾ První obrázek, pevné lopatky, kde rychlost vstupního vzduchu tlačí proud vzduchové clony, přičemž výslednice sil rovnoběžníku je odkloněna směrem dovnitř. Toto umožní venkovnímu vzduchu vstup dovnitř.

⁽²⁾ Druhý obrázek, nastavitelné lamely, kdy je proud vzduchu orientován proti vstupu, výslednice sil rovnoběžníku je směrována kolmo k podlaze. To znamená, že venkovní vzduch nevstupuje a vnitřní vzduch neuniká. Krom toho je udržována úroveň vnitřní teploty.