Luftgardiner: Teknologi

Det er kjent at i åpne døråpninger med to nærliggende områder i ulike forhold, så vil luften bli vekslet mellom dem, fordi fysikkens lover har en tendens til å jevne ut temperatur og trykkforskjell mellom begge sider.

Helt grunnleggende så skjer luftoverføring i døråpninger grunnet disse tre faktorene:

• Temperaturforskjell: er den naturlige konveksjonseffekten som skaper en luftoverføring mellom to områder med temperaturforskjell. Varm luft vil sive ut gjennom toppen av døråpningen og bli erstattet av kald luft, som kommer inn fra bunnen. Til større temperaturforskjell, til større luftinfiltrasjoner og energitap.
• Trykkforskjell: Det anbefales å balansere trykkforskjellen så mye som mulig, da den påvirker luftgardinens ytelse. I enkelte installasjoner derimot, som i rene soner, bidrar en liten trykkforskjell til å forhindre at partiklene kommer inn fra utsiden.
• Vind, skorsteinseffekten og trekk: Gjennom å modifisere luftstrålestyrken og utløpsvinkelen, kan luftgardinen jobbe mot tvungen luftbevegelse som vind eller trekk. Men hvis hastigheten til den innkommende luften er for stor, vil luftgardinen bli mindre effektiv.

Skjematisk fremstilling av hovedparametrene involvert i ytelsen fra en luftgardin produsert av UPC (Polytechnic University of Catalonia). Effektiviteten av en luftgardin er avhengig av optimaliseringen av diverse ytelsesfaktorer.

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

De viktigste er:

Turbulens i luftstrålen: En luftstråle med lav turbulens vil være mye mer effektiv og spare energi
Lufthastighet: Lufthastigheten bør være tilstrekkelig for hele døråpningen
Luftvolum: en bredere luftstråle gjør luftgardinen sterkere mot luftveksling i døråpninger
Utløpsvinkel: i en situasjon der luftstrålene er riktig orientert vil energibesparelsen økes
Viftetype: aksial, tangentielt hjul, sentrifugal etc. Vifter med høyere trykk skaper en luftstråle med høyere trykk, som også når lengre. Om vi for eksempel sammenligner en luftgardin med tangentiell vifte, med en luftgardin med sentrifugal vifte (med samme luftvolum), vil luftstrålen fra sentrifugalviften være sterkere og større.

UPC University har utført studier rundt luftgardiner, disse har bevist at turbulens er en av de viktigste parametrene som påvirker luftstrålens avstand.

UPC University sitt skjema viser turbulensens oppførsel:

Optimalisert form på utløpsplenumet, viftens posisjon og type, formen på lamellene, etc. påvirker i stor grad luftstrålens ytelse.

Luftgardinens utløpsvinkel

Tester og universitetsstudier har bevist at luftgardinens utløpsvinkel hjelper den til å bli betydelig mer effektiv.

Når faktorer som vind, temperatur eller trykkforskjell forårsaker luftoverføring fra utsiden til innsiden, kan vi sikte luftstrålen til en viss grad mot utsiden. Luftstrålens retning mot luftinngangen vil bidra til å holde luften utenfor. Luftstrålens bane vil være parabolisk, men vil til slutt nå gulvet omtrent ved døråpningen. Hvis vi ikke kan justere utløpsvinkelen, vil luftstrålen skyves inn av ekstern luftkraft.

Teorien om kraftparallellogram forklarer hvordan kreftene oppfører seg i en døråpning. Følgende diagrammer viser forskjellen mellom luftgardiner med faste lameller, mot de med justerbare lameller.

^{Luftgardin med faste lameller mindre effektiv(1)}

^{Luftgardin med orienterte lameller mer effektiv(2)} 

⁽¹⁾ Den første, faste utløp, hvor hastigheten på inngangsluften skyver luftgardinens luftstråle, resultatet er at parallellogrammets krefter blir omdirigert innover. Dette tillater luft fra utsiden å komme inn.

⁽²⁾ Den andre, justerbare lameller, når luftstrålen er orientert mot inngangen, blir resultatet av parallellogrammets krefter rettet vinkelrett mot gulvet. Dette betyr at luft fra utsiden ikke kommer inn, og luft fra innsiden ikke slipper ut. I tillegg opprettholdes det interne temperaturnivået.