Тепловая завеса
Тепловые завесы
Воздушная тепловая завеса - это устройство, формирующее направленный плоский воздушный поток, препятствующий доступу в помещение наружного холодного воздуха через открытые двери, ворота или технологические проемы. Обычно тепловая завеса имеет вытянутую форму и располагается над дверью или проемом. Воздушный поток создает специальный вентилятор, работающий от электромотора.
Назначение завес
Тепловые завесы чаще всего используются в магазинах, торговых центрах и в тех местах, где большой поток посетителей приводит к очень частому открыванию и закрыванию дверей, потому что главной целью завесы является не столько обогрев помещения, сколько отсечка холодного воздуха с улицы и предотвращение утечки теплого воздуха из помещения (зимой и в межсезонье мощные тепловые потоки завесы препятствует проникновению холодного воздуха в помещение, а летом тепловые завесы работают в режиме вентиляции).
Воздушно-тепловые завесы для защиты проемов (ворот, дверей, окон) являются энергосберегающим элементом инженерных сооружений зданий всех типов и назначений. Наиболее эффективны завесы шиберующего типа, создающие воздушную струйную преграду от проникновения холодного наружного воздуха через открытый проем внутрь здания. Это позволяет существенно снизить теплопотери здания при открывании дверей и ворот (до 70%). В тёплое время года завесы без источника тепла создают заграждение наружному воздуху в проёмах кондиционируемых помещений и холодильных камер.
Что дают воздушные тепловые завесы
Воздушная тепловая завеса защищает отапливаемые помещения в холодное время года.
Воздушная тепловая завеса защищает прохладу в помещении в летнюю жару.
Воздушная тепловая завеса защищает чистый воздух в помещении от проникновения с улицы выхлопных газов, летающих насекомых, дыма и пыли.
Что дает применение тепловых завес?
- Комфортные температурные условия в помещениях с открытыми выходами на улицу холодное время года — защищает отапливаемые помещения от проникновения холодного воздуха. Летом воздушная завеса (с выключенным подогревом) защищает кондиционируемое помещение от уличной жары.
- Значительное снижение затрат на отопление в помещениях с выходом на улицу зимой, а так же затрат на кондиционирование воздуха в помещении летом.
Дополнительные преимущества
- Возможность держать открытый вход в магазин зимой и летом для привлечения дополнительных клиентов.
- Ликвидация сквозняков в помещении, что снижает количество простудных заболеваний персонала.
- Воздушная завеса служит эффективно защитой от проникновения с улицы пыли, летающих насекомых, выхлопных газов и других запахов.
Воздушные потоки в проеме с тепловой завесой
А — воздушный поток через открытый проем в холодное время года. В — воздушный поток, создаваемый ветром с улицы. С — суммарный воздушный поток через открытый проем с учетом ветра с улицы.
С — суммарный воздушный поток через открытый проем в с учетом ветра с улицы. D — воздушный поток от завесы без учета движения воздуха через проем. Е — распределение воздушного потока от завесы с учетом движения воздуха через проем в холодное время года
Утечка воздуха через открытые двери зависит от трех факторов: разницы давлений внутри — снаружи, разницы температур внутри — снаружи, скорости ветра в дверном проеме.
Разность давлений
Теплый воздух внутри помещения имеет меньшую плотность по сравнению с холодным наружным воздухом. Это вызывает разницу давлений в проеме двери. Холодный наружный воздух течет через нижнюю часть проема двери и «выдавливает» теплый воздух через верхнюю часть. Это создает эффект, как будто дверь «дышит».
Величина расхода воздуха зависит от разницы давлений воздуха внутри и снаружи помещения. Следовательно, воздухообмен зависит от термальной разницы давлений. Если температуры комнатного и наружного воздуха известны, то можно определить их плотности, и, следовательно, разницу давлений и расход воздуха через дверной проем.
Действие ветра
Если ветер дует в направлении двери, то через дверь будет течь воздух. Поток воздуха распределяется по всему проему двери. Следовательно, величина расхода воздуха пропорциональна скорости ветра под углом к проему и площади проема.
Общий расход воздуха
Общий расход воздуха через открытую дверь представляет собой сумму расходов вследствие разности давлений и действия ветра.
Принцип действия завесы
Воздушная завеса создает барьер в открытом проеме двери, который предотвращает нежелательный расход воздуха. При этом часть воздуха выбрасывается на улицу, а основная часть выдувается в помещение. Холодный наружный воздух обтекает поток, создаваемый воздушной завесой, и выбрасывается на улицу, а теплый воздух остается внутри помещения.
Чтобы завеса работала с наибольшей эффективностью, нужно соблюдать некоторые правила:
- Скорость потока воздуха, создаваемого воздушной завесой, должна быть достаточно велика, чтобы воздух достигал пола.
- Поток должен быть направлен вертикально или слегка отклонен к холодному или загрязненному воздуху.
Расчет тепловой завесы
1 — Правильно рассчитанная тепловая завеса. Воздушный поток от воздушной завесы, следует наклонять так, чтобы приблизительно 30% воздуха направлялась наружу. Этот «выброс» необходим для недопускания холодных сквозняков у пола. 2 — Слишком мощный поток приводит к утечке теплого воздуха. 3 — Маломощная воздушная завеса не перекрывает всю высоту проема.
Очень важно правильно выбрать тип воздушной завесы. Определяющими факторами для расчета являются ширина дверного проема, высота установки тепловой завесы и скорость потока воздуха.
Чем выше проем, тем больше должна быть скорость потока воздуха, выходящего из завесы. Тепловая воздушная завеса должна закрывать весь дверной проем и располагаться как можно ближе к нему. Для больших проемов необходимо установить несколько тепловых завес вплотную друг к другу, создавая непрерывную завесу. В помещениях с большими внутренними объемами и несколькими входами и выходами обязательно надо учесть влияние силы ветра на сквозняки, возникающие в здании.
Расчет мощности обогрева тепловой завесы
Завеса не является обогревателем помещения. Завеса — это энергосберегающий прибор, который защищает открытый дверной проем и препятствует потерям тепла из помещения. Поэтому мощность обогрева определяется скорее субъективно. При правильной установке в помещение может возвращаться до 70% потока воздуха, создаваемого завесой.
Расчет скорости потока воздуха тепловой завесы
Необходимую скорость потока воздуха для тепловой завесы должен обязательно рассчитывать специалист. Данные, на которых базируется расчет, следующие:
- Скорость потока из воздуховыпускного отверстия завесы. Она напрямую зависит от диаметра рабочего колеса и его скорости вращения.
- Паспортная рекомендованная высота проема для тепловой завесы. Но для каждого конкретного случая установки завесы должны делаться поправки на силу ветра и сквозняков. Особенно это относится к помещениям с большим внутренним объемом и несколькими входами и выходами.
- Не следует устанавливать слишком мощную по объему потока воздуха тепловую завесу, так как это приведет к потерям теплого воздуха.
- Необходимое условие нормальной работы завесы — скорость выходящего из завесы потока воздуха на уровне пола не должна быть меньше 2.7 м/сек.
Конструкция и классификация тепловых завес
Тепловые завесы классифицируются по способу получения тепла:
- тепловые завесы с электрическим источником тепла
- тепловые завесы с водяным источником тепла.
Чаще используются понятия: электрические тепловые завесы и водяные тепловые завесы.
- В электрических тепловых завесах, в качестве основного источника тепла используются трубчатые электрические нагреватели (ТЭНы)
- В водяных тепловых завесах используют в качестве источника тепла - горячую воду, тем самым существенно снижая затраты на электроэнергию.
Кроме того, завесы различаются по способу установки:
- горизонтальные
- универсальные (можно устанавливать как горизонтально, так и вертикально)
- вертикальные
Горизонтальные или вертикальные тепловые завесы могут монтироваться прямо над дверными проемами или по бокам дверных проемов (завесы осуществляют тепловые потоки воздуха, направленные вниз) в магазинах, ресторанах, торговых павильонах, и тем самым тепловые завесы обеспечивают наиболее эффективное и качественное перекрытие всей протяженности дверного проема мощным устойчивым потоком нагретого воздуха с целью создания эффективного барьера между воздухом внутри и снаружи помещения.
Очень часто путают завесы с настенными тепловентиляторами. То рассматривают завесу в качестве обогревателя помещения, то напротив тепловентилятор в качестве завесы. Тут нужно чётко понимать, что завеса за счёт мощного потока воздуха, создаёт эффект «шторы» которая не даёт проникнуть холодному воздуху в помещение через открытые двери, окна или ворота. Настенный тепловентилятор имеет гораздо меньшую производительность и мощность. Его основная задача – это подогрев воздуха в помещении. Применение его в качестве завесы не то, что не эффективно, но и бессмысленно. Зачастую такое применение даже приводит к образованию наледи на дверном проёме.
Пользуясь большой популярностью у дизайнеров, тепловые завесы монтируются при проектировании общественных зданий, лаконично вписывающихся в интерьер помещений. Большие модели завесы могут быть легко соединены серийно и управляться от одного пульта. Тепловые завесы небольших размеров легки в установке, и завесы идеально подходят для входных территорий в киоски и малые магазины. Кроме того, энергозатраты от завесы на обогрев существенно снижаются. Все это, в сочетании с улучшенными шумовыми характеристиками, делают тепловые завесы незаменимым дополнением к традиционным системам отопления.