Õhkkardinad: Tehnoloogia

On teada, et kahtede erinevate tingimustega keskkondade olemasolu korral liigub õhk ukseava läbi ja keskkonnad segunevad omavahel, sest et füüsikaseadustele vastavalt omab õhk tendentsi temperatuuride ja keskkondade vaheliste rõhkude võrdsustamisele.

Põhimõtteliselt, õhu segunemise põhjusteks on järmised 3 tegurid:

• Temperatuuride erinevus: looduslik konvektsiooniefekt põhjustab kahtede keskkondade vahelise õhu segunemist. Soe õhk liigub ukseava ülaosa läbi, aga külm õhk liigub alaosa läbi. Õhu liikumise koeffitsient suureneb vastavalt temperatuuri erinevuse suurendamisele, mis põhjustab energiakadu.
• Rõhkude erinevus: on soovitatav võimalikult maksimaalselt tasakaalustada rõhkude erinevust, sest et see mõjutab õhkkardina tööle. Kuid mõnedes paigalduskohtades nagu puhtad tsoonid tuleb kasuks väike rõhkude erinevus, mis aitab takistada osakeste sissetungimist ja hoida neid väljaspool.
• Tuul, korstnaefekt ja tõmbetuuled: õhkkardina õhuvoolu tugevuse ja õhu väljavoolu nurga muutmine aitab seadistada õhkkardina tööd nii, et see võitleks tuulte või tõmbetuulte vastu. Aga kui saabuva õhumahu liikumise kiirus on üleliigne, muutub õhkkardin vähe efektiivsemaks

UPC-s (Kataloonia Polütehniline Ülikool) on koostatud õhkkardina töö põhiparameetrite skemaatiline esitus.

Õhkkardina efektiivsus sõltub järgmiste tegurite optimeerimisest.

h = efektiivne õhuvoolu laius α = õhuvoolu nurk U0 = õhuvoolu kiirus θ = negatiivne nurk H = kõrgus P1 = välisrõhk P2 = siserõhk

Kõige olulisemad tegurid on:

Õhuvoolu turbulents: madala turbulentsiga õhuvool on efektiivsem ja säästab energiat
Õhu kiirus: kogu akseava pindala peab olema kaetud piisava kiirusega õhuvooluga
Õhu maht: laiem õhuvool teeb õhkkardinat efektiivsemaks ja takistab õhu liikumist ukseava läbi
Õhu väljavoolu nurk: (sõltuvalt situatsioonist) kui õhuvool on hästi orienteeritud, see suurendab energiasäästu
Õhupuhuri tüüp: aksiaalne, tangentsiaalne, tsentrifugaalne, jne. Kõrgema rõhuga õhupuhurid loovad kõrgema rõhuga õhuvoolu, mis jõuab kaugemale. Näiteks, kui me võrdleme tangentsiaalse õhupuhuriga õhkkardinat ja tsentrifugaalse õhupuhuriga õhkkardinat (sama õhumahuga), tsentrifugaalse õhupuhuri õhuvool on tugevam ja laiem.

UPC Ülikoolis tehtud õhkkardina uuringud on tõestanud, et turbulentsid on üks oluliseimatest parameetritest, mis mõjutavad õhuvoolu pikkust.

UPC Ülikoolis koostatud skeem näitab turbulentside korda:   

Väljavoolutoru optimeeritud asend, õhupuhurite asend ja tüüp, lamellide asend, jne. oluliselt mõjutab õhuvoolu efektiivsust.

Õhkkardinate õhu väljavoolu nurk

Testid ja Ülikooli uuringud on tõestanud, et õhu väljavoolu nurk aitab oluliselt suurendada õhkkardina efektiivsust.

Kui tegurid nagu tuul, temperatuur või rõhkude erinevus põhjustavad õhu väljastpoolt sissepoole liikumist, on võimalik suunata õhkkardina õhuvoolu mõnevõrra väljapoole. Sel juhul on õhuvool suunatud välise õhu liikumise suuna vastu ja aitab hoida välist õhku väljaspool. Õhuvoolu trajektoor muutub paraboolseks ja jõuab põranda. Kui me ei saa reguleerida õhuvoolu nurka, ei ole võimalik kaitsta ukseava välise õhu tungimisest.

Allpool toodud joonis näitab fikseeritud lamellidega õhkkardinate ja reguleeritavate õhkkardinate erinevust.

Fikseeritud lamellidega õhkkardinad on vähem efektiivsed ⁽¹⁾

Orienteeritud lamellidega õhukardinad on efektiivsemad ⁽²⁾ 

⁽¹⁾ Esimesel joonisel on näidatud, et saabuv õhu maht tõmbab õhkkardina õhuvoolu sissepoole ja resultantjõud on suunatud ka sissepoole. See võimaldab välisel õhul liikuda ukseava läbi sisse.

⁽²⁾ Teisel joonisel on näidatud, et õhu väljavool on suunatud saabuva välise õhu mahu vastu ja resultantjõud on suunatud perpendikulaarselt põrandaga. See tähendab, et väline õhk ei liigu sisse ja seespoolne õhk ei välju. See aitab hoida sisetemperatuuri stabiilsena.