Theophilus van Kannel byl posedlý myšlenkou izolovat se od vnějšího světa. V roce 1888 si nechal patentovat otočné dveře, aby zabránil „škodlivým výparům“ a „destruktivním miasmatům“ proniknout do budov pokaždé, když pošťák zaklepal na dveře. Tvrdil, že se tak stalo kvůli hygieně. Podle legendy prostě nenáviděl, že musí manželce držet dveře.
Ale nezůstal jen u toho.
V roce 1904 van Kannel patentoval vzduchovou clonu. V roce 1916 byl takový systém instalován v první budově. Princip fungování je jednoduchý: nepřetržitý proud vzduchu proudí z horní části dveří dolů. Vytváří bariéru. Lidé jím procházejí. Projíždějí tudy kamiony. Vzduch – ne.
Tato neviditelná stěna zabraňuje mísení klimatu na jedné straně otvoru s klimatem na straně druhé. Funguje na principu oken s dvojitým zasklením. Tepelnou izolaci zajišťuje spíše vrstva vzduchu zachycená mezi skly než tloušťka tabulí samotných. Vzduchová clona využívá stejný princip. To izoluje. Navíc odvádí venkovní vzduch zpět ven a vytlačuje znečišťující látky a hmyz pryč od vchodu.
Při správné instalaci zlepšuje energetickou účinnost. Hmyz dovnitř nepouští. Nahrazuje těžké plastové závěsy v otevřených dveřích.
Mechanika vzduchové clony
Fyzika procesu je založena na rychlosti. Ventilátor musí vytvářet proudění vzduchu dostatečně rychle, aby vyrovnal tlakový rozdíl mezi vnitřním a venkovním prostorem. Pokud je proudění příliš slabé, vzduch se promíchá. Bariéra nefunguje.
Majitelé domů zřídka instalují takové systémy v obytných oblastech. Jsou běžné v komerčních prostorách. Supermarkety je používají nad otevřenými chladicími vitrínami. Sklady je umisťují nad nakládací rampy. Cíl je stejný: snížit zatížení vašeho systému vytápění, ventilace a klimatizace (HVAC).
Blok se montuje nad rám dveří. Obsahuje ventilátor a trysku. Tryska vytváří proud. Široká tryska vytváří plochý závěs. Úzce nasměrovaná tryska vytváří paprsek. Volba závisí na šířce dveří a větrných podmínkách.
Instalace vyžaduje přesnost. Blok musí být instalován přísně vodorovně. Proud vzduchu by měl směřovat přímo. Pokud je proudění nakloněno, nasává teplý vzduch ven nebo studený vzduch dovnitř. Výsledkem je ztráta energie.
Údržba je snadná. Vyčistěte sací filtr. Zkontrolujte napnutí řemene. Zkontrolujte trysku, zda neobsahuje nečistoty. Ucpaná tryska mění vzor proudění vzduchu. Bariéra slábne.
Tato technologie je starší, než si mnoho lidí myslí. Van Kannel viděl problém. Vytvořil řešení. Otočné dveře vyřešily problém dopravní zácpy. Vzduchová clona vyřešila problém teplotních rozdílů. Oba systémy jsou založeny na řízení pohybu. Člověk ovládá lidi. Druhý ovládá vzduch.
Moderní zařízení jsou tišší. Používají bezkomutátorové motory. Mění rychlost na základě údajů snímače teploty. Ale základní princip zůstává nezměněn. Rychlost brání výměně vzduchu.
Instalace a montáž
Pro instalaci vzduchové clony máte dvě hlavní možnosti. První možnost je pro otevřené dveře. Toto je standardní konfigurace pro obchody s potravinami nebo velké sklady. Vzduch fouká nepřetržitě. Pravděpodobně jste tento proud už někdy cítili. Zasáhne vás to do obličeje, když se protlačíte dveřmi.
Druhou možností je záložní režim pro zavřené dveře. V tomto případě je zařízení umístěno za dveřmi. Aktivuje se pouze při otevření dveří. Proud vzduchu fouká několik sekund a poté se zastaví, když se dveře zavřou. To šetří energii. Neplýtváte klimatizovaným vzduchem na prázdné dveře.
Nainstalujte zařízení na klimatizovanou stranu otvoru. To znamená uvnitř vašeho vytápěného nebo chlazeného prostoru. Měl by pokrývat celou šířku dveří. Sací potrubí nasává čistý, kontrolovaný vzduch a poté jej směřuje dolů. Nebo v mírném úhlu směrem ven. Toto proudění odolává venkovnímu vzduchu a zabraňuje pronikání nečistot dovnitř.
„Síla proudu vzduchu unikajícího ze závěsu musí být dostatečná, aby překonala a odrážela sílu vzduchu vstupujícího zvenčí.“
Přidáním elektrického ohřívače se věci změní. Představte si, že vstupujete do zamrzlé budovy. Vzduchová clona na vás fouká teplý vzduch. Je to jako vřelé přivítání. Ohřívač však nabízí více než jen pohodlí. Horký vzduch stoupá a hromadí se v blízkosti stropních trámů. Vzduchová clona recirkuluje toto zachycené teplo a vrací ho zpět do obytného prostoru.
Tento tok funguje také jako bariéra. Udržuje létající hmyz venku. Blokuje prach. Zastavuje znečištění a znečišťující látky ve vzduchu. Některé sterilní laboratoře je z tohoto důvodu používají. Udržují vzduch čistý. Mohou dokonce chránit otevřené trouby a mrazničky.
Fyzika proudění vzduchu
Představte si dvě koule kutálející se k sobě. Srazí se. kdo vyhraje? Záleží na hmotnosti a rychlosti. Vzorec je jednoduchý: Síla se rovná hmotě krát rychlost na druhou. Malá koule pohybující se rychle může shodit velkou, která se pohybuje pomalu.
Vzduchové clony fungují na stejném principu. Vaše proudění vzduchu musí překonat vnější vítr. Pokud máte ve skladu obří dveře a hodně fouká vítr, potřebujete odolný model. Musí pohybovat velkým množstvím vzduchu vysokou rychlostí.
Na směru také záleží. Možná si myslíte, že horizontální vítr by měl být překonán horizontálním prouděním vzduchu. Je to neúčinné. Foukání vzduchu přímo ze dveří plýtvá energií na překonání vzdálenosti. Vzduch ztrácí hybnost.
Místo toho nasměrujte proud dolů k podlaze. Vzduch musí zůstat dostatečně rychlý, aby dosáhl dna. Musí to být rychlejší než vzduch proudící zvenčí. Proudění působí jako fyzická stěna. Venkovní vzduch na něj naráží a odráží se.
Podívejme se na konkrétní příklad. Pokud vítr fouká horizontálně rychlostí 20 stop za sekundu, potřebujete pořádnou sílu. Vzduchová clona nasměrovaná pod úhlem 15 stupňů by měla foukat rychlostí 133 stop za sekundu. To je asi 91 mil za hodinu. Potřebujete takovou rychlost, abyste odolali tlaku.
Budete muset upravit nastavení. Upravte hlasitost. Upravte rychlost. Upravte úhel. Zamiřte na úhel 10 až 20 stupňů směrem ven. Najděte optimální bod, kde se vzduch setkává s vnějším prouděním, aniž byste plýtvali energií.
Analýza nákladů a návratnosti investic (ROI).
kolik to stojí? To se liší. Malý, 36 palců široký, nezaplavitelný model může stát kolem 200 dolarů. Vysokotlaký, vyhřívaný model pro dveře o rozměrech 9 x 14 stop může stát 450 $.
Nepřeplácejte. Nejprve si změřte dveře. Definujte svůj cíl. Chcete pohodlí nebo jen efektivitu? Pokud je účinnost vše, co potřebujete, vynechejte ohřívač. Pokud chcete zastavit chlad, zvolte vyhřívaný model.
Posuďte zatížení větrem. Drsná, větrná zima v Minnesotě vyžaduje více energie než mírné, klidné klima. Neplaťte za energii, kterou nepotřebujete.
Existují i další výhody. Správně nainstalované vzduchové clony mohou vaší budově pomoci dosáhnout bodů LEED. Patří mezi ně kredity v kategoriích Energie a atmosféra, Kvalita vzduchu v interiéru a Inovace designu. Jedná se o „zelený“ certifikát.
Chcete-li vypočítat své skutečné úspory, podívejte se na místní rychlosti větru a sazby za elektřinu. Prodejci jako Berner International a Mars Air Systems nabízejí online kalkulačky. Zadejte své údaje.
Zde je příklad ze skutečného života. Vzduchové dveře za 3 000 USD nainstalované na otvoru 8′ x 6′. Průměrná venkovní teplota je 50 stupňů Fahrenheita. Rychlost větru je 8 mil za hodinu. V tomto scénáři se zařízení zaplatí téměř přesně za jeden rok.
Trochu historie
Vynálezcem vzduchové clony byl Theophilus van Kannel. Vynalezl také otočné dveře.
Měl i jiné nápady. V roce 1907 postavil Witching Waves na Coney Island. Byla to jízda v zábavním parku. Divoký. Nebezpečný. Vhodné pro člověka, který si pohrával s přírodními silami.
Poznámka autora
Koupil jsem přístroj do garáže. Bylo to levné. Žádné topení. Wind in Chicago se nestará o to, že je levný. Vzduch pronikl dovnitř. Plýtval jsem teplem. Utrácel jsem peníze. Upgradoval jsem na vyhřívaný model s proměnnou rychlostí. Rozdíl byl jako nebe a země. Vzduch zůstal teplý. Hmyz zůstal venku.
Ale jde o to. Musíte to správně nasměrovat. Nastavováním úhlu jsem strávil půl dne. 15 stupňů. Pak 18. Pak znovu 15. Připadá mi to jako vědecký experiment. Tak to je. A pokud uděláte chybu, vaše peníze jednoduše půjdou do vody. Doslova.
“Závěs funguje jako stěna, ke které se venkovní vzduch přibližuje a pak se od ní odráží.”
Přečtěte si pokyny. Změřte vítr. Upravte rychlost. Pokud tyto kroky přeskočíte, kupujete si jen velmi drahý ventilátor.
