Zračne zavese: tehnologija

Znano je, da se pri odprtih vratih med dvema prostorama z različnimi zračnimi pogoji zrak med seboj izmenjuje, ker zakoni fizike med tema prostoroma ves čas izenačujejo temperaturo in tlak.

Do prenosa zraka na vratih pride zaradi treh dejavnikov:

• Temperaturna razlika: naravni konvekcijski učinek ustvarja pretok zraka med dvema prostoroma s temperaturno razliko. Topel zrak uide skozi vrh vrat in je nadomeščen s hladnim zrakom, ki prihaja po tleh. Večje kot so temperaturne razlike, večja je infiltracija zraka in izguba energije
• Tlačna razlika: priporočljivo je čim bolj uravnotežiti tlačno razliko, saj vpliva na delovanje zračne zavese. Toda v nekaterih instalacijah, kot naprimer čista območja, majhna tlačna razlika pomaga pri preprečitvi vstopa zunanjih delcev
• Veter, nalagalni učinek in prepih: s spreminjanjem jakosti zračnega curka in izstopnega kota prezračevanja lahko zračna zavesa deluje proti prisilnim gibanjem zraka, kot je veter ali prepih. Če je hitrost vhodnega zraka pretirana, bo zračna zavesa postala manj učinkovita

Prikazna shema glavnih parametrov delovanja zračne zavese, ki jo je izdelala UPC (Politehnična univerza v Kataloniji).
Učinkovitost zračne zavese je odvisna od optimizacije faktorjev učinkovitosti.

h = efektivna širina curka α = izhodni tok U0 = izhodna hitrost θ = negativni kot udarca H = velikost odprtine P1 = zunanji pritist P2 = notranji pritisk

Najbolj pomembni so:

Turbulenca curka: nizka turbulenca bo veliko bolj učinkovita in varčuje z energijo
Hitrost zraka: hitrost zraka mora biti čez vrata dovoljšna 
Volumen zraka: širši curek naredi zračno zaveso močnejšo pred prenosom zraka na vratih
Kot izpuha: glede na situacijo in ko so curki dobro usmerjeni, se bo povečal prihranek energije
Tip ventilatorja: aksialen, tangencialno kolo, centrifugalen, itd. Ventilatorji z višjim tlakom ustvarijo višji tlak, ki sega dlje. Na primer, če primerjamo zračno zaveso s tangencialnim ventilatorjem proti zračni zavesi s centrifugalnim ventilatorjem (z enako količino zraka), bo curek iz centrifugalnih ventilatorjev močnejši in večji.

UPC univerzitetne študije zaves so pokazale, da je zračna turbulenca ena najpomembnejših parametrov, ki vplivajo na razdaljo zračnega curka.

UPC univerzitetna shema prikazuje obnašanje zračnih turbulenc:

Optimizirana oblika izhodnega plenuma, položaj in tip ventilatorjev, oblika lamel, itd., bistveno vplivajo na zmogljivost zračnega curka.

Kot izpuha zračne

Preizkusi in univerzitetne študije so dokazale, da kot izpuha bistveno pomaga izboljšati učinkovitost zračne zavese.

Kadar dejavniki, kot so veter, temperatura ali razlika v tlaku povzročajo prenos zraka od zunaj navznoter, lahko usmerimo curek pod določenim kotom. S tem bo smer curka usmerjena proti vhodu in pomagala, da bo zrak ostal zunaj. Smer curka bo parabolična, a bo na koncu dosegla tla približno pri vratih. Če ne prilagodimo kota, bo zunanji pritisk zraka curek potisnil v notranjost.

Teorija paralelograma sil razlaga obnašanje sil na vratih. Naslednji diagrami prikazujejo razliko med zračnimi zavesami s fiksnimi in nastavljivimi lamelami.

Zračna zavesa s fiksnimi lamelami je manj učinkovita⁽¹⁾

Zračna zavesa z usmerjenimi lamelami je bolj učinkovita ⁽²⁾ 

Prvo, fiksirana lamela, kjer hitrost vhodnega zraka potisne curek zračne zavese in posledično paralelogram sil preusmeri navznoter. To omogoča vstop zunanjega zraka v notranjost.

Druga, nastavljiva lamela, kjer je zračni tok usmerjen proti vhodu in je nastala paralelogramska sila usmerjena pravokotno v tla. To pomeni, da zunanji zrak ne vstopa, notranji zraka pa ne uhaja. Poleg tega se ohranja notranja temperatura.