Luftschleier: Technologie
Man weiß, dass die Luft in offenen Eingängen mit zwei anliegenden Zonen ausgetauscht wird, weil die physikalischen Grundgesetze dazu neigen, die Temperatur- und die Druckunterschiede zwischen den zwei Zonen auszugleichen.
Hauptsächlich geschieht der Luftaustausch in Eingängen wegen dieser 3 Faktoren:
- Temperaturunterschied: Die Wirkung der Konvektion erzeugt einen Luftaustausch zwischen zwei Zonen bei verschiedenen Temperaturen. Die warme Luft steigt auf und strömt durch den oberen Teil des Eingangs aus, während sie durch kalte Luft, die durch den unteren Teil des Eingangs einströmt, ersetz wird. Je größer der Temperaturunterschied ist, desto größer ist der Luftaustausch und folglich ist der Energieverlust auch größer.
- Druckunterschied: Es ist empfehlenswert, so viel wie möglich den Druckunterschied auszugleichen, denn er beeinflusst die Leistung des Türluftschleiers. In bestimmten Fällen wie in einem Reinraum hilft aber ein niedriger Druckunterschied dabei, das Eindringen von Partikeln zu verhindern.
- Wind, Kamineffekt und Durchzüge: Wenn man die Stärke des Luftstroms und den Ausblaswinkel ändert, kann der Türluftschleier gegen Luftbewegung wie Wind oder Durchzüge wirken. Wenn die Geschwindigkeit der eingehenden Luft exzessiv ist, wird der Türluftschleier trotzdem weniger effektiv.
Schematische von der UPC erstellte (Polytechnische Universität von Katalonien) Darstellung der Hauptparameter, die bei der Leistung eines Türluftschleiers eine Rolle spielen. Die Effizienz eines Türluftschleiers kommt auf die Optimierung der Faktoren, die die Leistung beeinflussen, an:
 | h = Breite des Luftstroms α = Ausblaswinkel U0 = Ausblasgeschwindigkeit θ = Negativer Aufprallwinkel H = Höhe P1 = Außendruck P2 = Innendruck |
Die wichtigsten Faktoren sind:
Turbulenz im Luftstrom: Ein wenig turbulenter Luftstrom ist viel effizienter und spart mehr Energie.
Luftgeschwindigkeit: Die Luftgeschwindigkeit muss hoch genug entlang der Tür sein.
Luftstrom: Ein breiter Luftstrom macht den Türluftschleier stärker gegen den Luftaustausch im Eingangsbereich.
Ausblaswinkel: Wenn der Luftstromm je nach Bedingungen richtig ausgerichtet ist, wird das die Energieeinsparung erhöhen.
Ventilatortyp: Axial-, Querstrom-, Radialventilator, usw. Hochdruckventilatoren erzeugen einen Hochdruckluftstrom, der größere Abstände erreicht. Wenn wir zum Beispiel einen Türluftschleier, der Querstromventilatoren hat, mit einem Türluftschleier, der Radialventilatoren hat, bei dem gleichen Luftstrom vergleichen, ist der Luftstrom der Radialventilatoren stärker und größer.
Die UPC Universität Studien über Türluftschleier stellen fest, dass Turbulenzen einer der wichtigsten Parameter, der die Reichweite des Luftstroms beeinflusst, sind.
Schema der UPC Universität, das das Verhalten der Turbulenzen zeigt:
Eine optimierte Form der Ausblasdüse, die Position und der Typ der Ventilatoren, die Form der Ausblaslamellen, usw., das alles beeinflusst im Wesentlichen die Leistung des Luftstroms.
Ausblaswinkel der Türluftschleier
Studien von Universitäten stellen fest, dass der Ausblaswinkel sehr dabei hilft, den Türluftschleier effizienter zu machen.
Wenn Faktoren wie der Wind, der Temperatur- und Druckunterschied eine Luftbewegung vom äußeren Bereich zum inneren Bereich verursachen, kann man den Luftstrom einige Grade nach außen einstellen. Die Richtung des Luftstromes hilft dabei, die eindrigende Außenluft draußen zu halten. Die Bahn des Luftstromes ist am Amfang parabolisch, aber wenn sie den Boden trifft, erreicht sie den Eingang. Wenn wir den Ausblaswinkel nicht einstellen können, wird der Luftstrom durch die Kraft der Außenluft nach innen geschoben.
Die Kräfte des Parallelogrammgesetzes erklären, wie die Kräfte im Eingangsbereich sich verhalten. Auf den folgenden Bildern kann man den Unterschied zwischen Türluftschleier mit einstellbaren Ausblaslamellen und Türluftschleier mit festen Ausblaslamellen sehen.
Türluftschleier mit festen Ausblaslamellen (weniger effizient) (1)
Türluftschleier mit einstellbaren Ausblaslamellen (effizienter) (2)
(1) Wenn die Außenluftgeschwindigkeit den Luftstrom des Türluftschleiers schiebt, schwenkt die resultierende Kraft des Parallelogramms nach innen.
(2) Falls man die Neigung der Lamellen einstellen kann und wenn wir den Luftstrom auf den Eingang richten, ist die resultierende Kraft des Parallelogramms senkrecht auf dem Boden. Das heißt, dass die Außenluft nicht hereindringt und dass die Innenluft nicht hinausdringt. Außerdem bleibt die Innentemperatur gleich.