ZASŁONY POWIETRZNE

ZASŁONY POWIETRZNE

Zasłony powietrzne są to płaskie strugi powietrza nawiewanego ze szczelin umieszczonych u dołu, u góry lub z boków bram i drzwi, pod kątem do płaszczyzny otworu wejściowego w kierunku naprzeciw przenikającego do

wnętrza strumienia powietrza.

⚫

Zasłony (ekrany) powietrzne „air screens’ – powietrze nawiewane poddawane obróbce termicznej

⚫

Kurtyny powietrzne – bez obróbki

cieplnej powietrza nawiewanego

t

>t

0 0

Wdzieranie się strumieni powietrznych

BRAMA NIE CHRONIONA

Efekt zastosowania kurtyny powietrznej

Ciśnienie czynne

Zależy od wysokości budynku i różnicy temperatur:

-temperatura na zewnątrz: -20°C, -temperatura wewnątrz: 20°C,

-wysokość budynku: 20m

Ciśnienie czynne (ciąg): ok. 40Pa !

Wiatr

-

prędkość: 10m/s (36km/h - świeża bryza)

Parcie wiatru: 60Pa !

Organizacja przepływu powietrza w zasłonach powietrznych

a. c.

d. e.

b.

f.

Zasłony boczne

Zasłony boczne w mroźniach

Zasłony górne

Zasłony powietrzne z nawiewem górnym

Zasłona powietrzna z nawiewem górnym bez recyrkulacji wykonana z kilku aparatów grzewczo-wentylacyjnych, zawieszonych nad górną

krawędzią bramy.

Schemat urządzenia wentylacyjnego zasłony powietrznej z nawiewem górnym i recyrkulacją

przez kratę w podłodze i komorę kurzową.

komora rozprężna szczelina

nawiewna z kierownicami

krata w podłodze

komora kurzowa (osadnik)

centrala z filtrem i nagrzewnicą

Zasłona powietrzna z nawiewem

dolnym w bramie hali przemysłowej

Zasłona powietrzna z dwustronnym

nawiewem bocznym

ZALECENIA PROJEKTOWE

zależy od kierunku nawiewu i strumienia powietrza. W zasłonach małych zaleca się utrzymywać temperaturę powietrza

nawiewanego na poziomie t_n= 25...30°C; w zasłonach dużych – t_n= 20...25°C. Temperatura powietrza nawiewanego powinna być regulowana w zależności od temperatury powietrza

zewnętrznego.

Temperatura powietrza nawiewanego

Prędkość nawiewania powietrza

zależy od kierunku nawiewania i wielkości bramy.

- przy nawiewaniu z góry: 5...15 m/s;

- przy nawiewaniu z dołu 2...5 m/s,

- przy nawiewaniu z boku 10...15 m/s.

„Siła” kurtyny zależy od: przepływ x kwadrat

prędkości wypływu. Podwojenie prędkości wypływu (ten sam przepływ) zwiększa czterokrotnie opór

kurtyny dla naporu powietrza.

do celów wstępnego zwymiarowania zasłony powietrznej (np. dla zgłoszenia oferty), można przyjmować orientacyjne na poziomie 0,3...1,5 m

/sm

bramy (1000...5000 m

/hm

; a nawet

do 10 000 m

/hm

w szczególnie niekorzystnych warunkach). Prawidłowe obliczenie wydajności zasłony powietrznej wymaga przeprowadzenia szczegółowych obliczeń.

Strumień powietrza nawiewanego

Obliczenia zasłony powietrznej

1. Zakładamy:

kąt wypływu strugi powietrza nawiewanego w

stosunku do płaszczyzny bramy (30°, 45° lub 60°), względny wydatek powietrza q (0,60...0,95)

oraz

względną szerokość szczeliny A

/A

=

(1/10...1/40).

Oznaczając przez q stosunek strumienia masy powietrza nawiewanego do strumienia przenikającego przez bramę otrzymamy względny wydatek powietrza:

Doświadczalnie ustalono, że optymalne warunki pracy zasłony powietrznej mają miejsce gdy q = 0,6...0,95.

Stosowanie wartości q >1,0 jest niekorzystne, ponieważ prowadzi do usuwania na zewnątrz znacznych strumieni podgrzanego powietrza.

z n

n pn

n

m m

m m

q m

= +

=

z n

pn

m m

m = +

Przez bramę przenika do pomieszczenia masa powietrza m_pn, składającego się z powietrza zewnętrznego m_z i powietrza

nawiewanego m_n.

2. Szerokość szczeliny nawiewnej można obliczyć z zależności:

H b A

A

b

szcz

=

B b 2 A

A

b

szcz

=

nawiew dolny, górny lub boczny jednostronny nawiew boczny dwustronny

B b A

A

B

szcz

=

3. Ustalamy powierzchnię otwartych otworów nawiewnych i wywiewnych w przegrodach,

dobieramy odpowiednie współczynniki przepływu powietrza  przez te otwory oraz powierzchnię nieszczelności dla otworów zamkniętych poniżej i powyżej płaszczyzny wyrównania ciśnień.

Przez otwory leżące poniżej płaszczyzny wyrównania ciśnień powietrze będzie napływało do pomieszczenia;

przez otwory powyżej powietrze będzie wypływało na zewnątrz.

t

>t

0 0

4. Obliczamy położenie płaszczyzny

wyrównania ciśnień.

Wysokość płaszczyzny wyrównania ciśnień nad środkiem bramy

m ) 1

A (

) A ) (

q 1

) ( A (

) A (

h h

w z 2

w n z

w

m B

wc

 +

 



 





 + 

 −





= 

A_B - powierzchnia otworu bramy, m²;

A - powierzchnia otworów (nawiewnych/wywiewnych), m²; h - różnica wysokości między środkiem bramy a środkiem otworów wywiewnych, m;

 - współczynnik przepływu;

 - gęstość powietrza, kg/m³.

gdzie:

Wpływ strugi powietrza zasłony na współczynnik przepływu otworu bramy

Struga powietrza zasłony stanowi dodatkowy opór dla przepływu powietrza.

Współczynnik przepływu otworu bramy chronionej zasłoną powietrzną  zależy od współczynnika przepływu otworu

bramy _o i od rozwiązania konstrukcyjnego zasłony powietrznej.

Wartości współczynnika przepływu  dla różnych konstrukcji bram i zasłon powietrznych ustala się

doświadczalnie.

Brama jako otwór nawiewny o

określonym współczynniku przepływu

B

_o=0,5

B

_o=0,64

R=0,04B B

g=0,2B

_o=0,80

B

_o=0,75

5. Strumień masy powietrza przenikającego przez bramę oblicza się z zależności:

( ) ^{A 2 gh ( ) kg / s}

m

= 





− 

B – brama z zasłoną powietrzną m - mieszanina

n - nawiewny

p - w pomieszczeniu (w strefie pracy) śr - średni

w - wywiewny (wywiewane) z - zewnętrzny

indeksy: (również do poprzedniego wzoru)

Zasłona powietrzna powinna zapewnić w pomieszczeniu w pobliżu bramy temperaturę powietrza niewiele

różniącą się od temperatury, jaka powinna panować w strefie pracy.

Różnica temperatur zależy od tego czy w pobliżu bramy

są stałe miejsca pracy oraz jaki jest charakter pracy.

7. Obliczamy temperaturę powietrza nawiewanego.

( ¹ )

2 t t t

t _{n m} ^z + ^p  −

−



=

b 2 KS

, 0 69

,

1 +

=



gdzie:

t_m – temperatura mieszaniny powietrza przenikającego do

pomieszczenia przez bramę z działającą zasłoną powietrzną, °C K - współczynnik burzliwości strugi powietrza nawiewanego.

Współczynnik burzliwości strugi nawiewnej zależy od konstrukcji szczeliny;

S - droga strugi powietrza nawiewanego, m;

b - szerokość szczeliny, m.

b

l

a

Długość drogi strugi zasłony, uwzględniając jej wygięcie, można w przybliżeniu określić dla zasłony bocznej

jednostronnej lub dolnej z zależności :



= 

sin

H 01745 ,

S 0

i dla zasłony bocznej dwustronnej:



= 

sin

B 00873 ,

S 0

H - wysokość bramy, m;

B - szerokość bramy, m;

 - kąt pomiędzy płaszczyzną bramy a osią wylotu strumienia nawiewanego, w stopniach; przyjmuje się dla zasłon z

nawiewem dolnym i bocznym  = 30...60° na zewnątrz bramy, z nawiewem górnym  = 0...5° do wnętrza pomieszczenia.

OBLICZENIA UPROSZCZONE

„Siła” kurtyny to wielkość ciśnienia czynnego jaką jest w stanie pokonać.

Δp=2,2* q²*sinα/b*H

gdzie:

Δp – różnica ciśnień w otworze drzwiowym, Pa,

q – przepływ przez nawiewnik (szczelinę), m³/(s* mb szczeliny), α – kąt wypływu powietrza,

b – szerokość szczeliny,

H – wysokość otworu chronionego

ΔP

TEMPERATURY NAWIEWU

⚫

Małe systemy: 35-50°C

⚫

Pozostałe: 25-35°C

⚫

Temperatura na ssaniu: 5-15°C

Warunki prawidłowej pracy zasłony powietrznej

1.

Zachowanie założonego strumienia powietrza (czyste filtry, sprawny

wentylator).

2.

Utrzymanie jednakowej prędkości wypływu powietrza ze szczeliny nawiewnej na całej jej długości.

3.

Utrzymanie założonej temperatury

powietrza nawiewanego (zależnej od

temperatury powietrza zewnętrznego).

Uzyskanie jednakowej prędkości wypływu powietrza ze szczeliny nawiewnej jest możliwe tylko wtedy, gdy zachowane jest stałe ciśnienie

statyczne na całej długości nawiewnika.

Możliwe jest to w trzech przypadkach:

1.Kiedy w przewodzie, w którym zainstalowany jest nawiewnik prędkość przepływu powietrza jest

niewielka (bliska zeru) – komora rozprężna o znacznej objętości.

2.Kiedy strata ciśnienia na samym nawiewniku jest duża w stosunku do oporów przepływu w instalacji.

3.Kiedy konstrukcja kanału zapewnia uzyskanie stałego

ciśnienia statycznego na całej jego długości.

POPRAWNA KONSTRUKCJA NAWIEWNIKA

KIEROWNICE POWIETRZA