Perdele de aer: Tehnologie

Este cunoscut faptul că în căile deschise de acces, cu două zone adiacente diferite din punct de vedere al condițiilor, aerul este interschimbat deoarece legile fizicii tind să omogenizeze temperaturile și presiunile acestora.

Practic, transferul de aer din cadrul căilor de acces are loc datorită următorilor trei factori:

• Diferența de temperatură: este efectul natural de convecție care crează un transfer de aer între două zone diferite din punct de vedere al temperaturii. Aerul cald iese prin partea de sus a ușii, în timp ce aerul rece pătrunde prin partea de jos a acesteia. Odată ce crește diferența dintre temperaturi, crește și infiltrarea aerului împreună cu risipa de energie electrică
• Diferența de presiune: se recomandă echilibrarea diferenței de presiune pe cât posibil, deoarece aceasta are un efect considerabil asupra performanței perdelei de aer. În unele instalări, însă, cum ar fi zonele curate, o mică diferență de presiune ajută la prevenirea particulelor care vin din exterior
• Vânt, efect de acumulare și curenți: prin modificarea intensității jetului de aer și a unghiului de evacuare, perdeaua de aer poate acționa împotriva mișcărilor forțate de aer cald precum vânturile și curenții. Dacă viteza aerului este prea mare, însă, perdeaua de aer va înregistra o eficiență scăzută

Reprezentarea schematică a parametrilor principali implicați în performanța perdelelor de aer este concepută de UPC (Universitatea Politehnică din Catalonia).
Eficiența unei perdele de aer depinde de optimizarea următorilor factori de performanță:

h = lățimea efectivă a jetului α = unghiul de evacuare U0 = viteza de evacuare θ = unghiul negativ de impact H = înălțimea căii P1 = presiunea exterioară P2 = presiunea interioară

Cele mai importante sunt:

Turbulența jetului: un jet cu turbulență joasă va fi mult mai eficient și va economisi mai multă energie electrică
Viteza aerului: viteza aerului ar trebui să fie adecvată pe de-a lungul intrării
Volumul de aer: un jet mai lat crește puterea perdelei de aer împotriva transferului de aer de la intrare
Unghiul evacuării: în funcție de situație, dacă jeturile sunt amplasate corespunzător, se economisește mai multă energie electrică
Tipul de ventilator: axial, tangențial, centrifugal, etc. Ventilatoarele de presiune mai înaltă crează un jet de presiune înaltă care parcurge o distanță mai mare. Spre exemplu, dacă analizăm o perdea de aer cu ventilator tangențial în comparație cu o perdea de aer cu ventilator centrifugal (volumul de aer fiind același), jetul produs de ventilatorul centrifugal va fi mai puternic și larg.

Studiile efectuate de universitatea UPC în ceea ce privește perdelele de aer dovedesc că turbulența aerului reprezintă unul din cei mai importanți parametri care afectează distanța jetului de aer.

Schematica universității UPC arată comportamentul turbulenței de aer:

Performanța jetului de aer este afectată în mod considerabil de către forma optimizată a orificiului de evacuare, de poziționarea și tipul ventilatoarelor, de forma și tipul lamelelor, și așa mai departe.

Unghiul de evacuare al perdelelor de aer

Studiile și testele efectuate de universitate au dovedit că unghiul de evacuare contribuie în mod considerabil la eficiența perdelei de aer.

Când anumiți factori precum vântul, temperatura sau diferența de presiune duc la transferul aerului din exterior către interior, putem direcționa jetul spre exterior într-o anumită măsură. Astfel, jetul direcționat opus intrării va ajuta la contracararea aerului din exterior. Traiectoria jetului va fi parabolică, însă va ajunge la final aproximativ la intrare. Dacă nu putem ajusta unghiul de evacuare, jetul va fi împins în interior de către aerul din exterior.

Teoria paralelogramului pentru suma forțelor explică cum acestea funcționează asupra căii de acces. Următoarele diagrame arată diferența dintre perdelele de aer cu lamele fixe și cele cu lamele ajustabile.

Perdea de aer cu lamele ajustabile, mai eficientă ⁽²⁾ 

⁽¹⁾ În cazul perdelei

cu lamele fixe, atunci când viteza aerului exterior împinge jetul perdelei de aer, rezultanta paralelogramului forțelor este direcționată în interior. Astfel, aerul de afară pătrunde în interior.

⁽²⁾ În cazul perdelei cu lamele ajustabile, în momentul când jetul de aer este orientat către intrare, rezultanta paralelogramului forțelor este direcționată perpendicular cu podeaua. Acest lucru înseamnă că aerul din exterior nu intră, iar aerul din interior nu iese. Totodată, temperatura din interior rămâne aceeași.