Theophilus van Kannel was geobsedeerd door het buitensluiten van de buitenwereld. In 1888 patenteerde hij de draaideur om te voorkomen dat “schadelijke uitwasemingen” en “onheilspellende miasma’s” gebouwen binnenstroomden toen de postbode klopte. Hij beweerde dat het voor de hygiëne was. De legende zegt dat hij er een hekel aan had om de deur voor zijn vrouw open te houden.
Daar stopte hij niet.
In 1904 patenteerde Van Kannel het luchtgordijn. In 1916 was er in het eerste gebouw een geïnstalleerd. Het concept is eenvoudig. Een continue stroom lucht blaast van de bovenkant van een deuropening naar de onderkant. Het creëert een barrière. Mensen lopen er doorheen. Vrachtwagens rijden er doorheen. Lucht niet.
Deze onzichtbare muur voorkomt dat het klimaat aan de ene kant zich vermengt met de andere. Het werkt als dubbele beglazing. De isolatie komt van de ingesloten luchtlaag tussen het glas, niet van de dikte van de ruiten. Een luchtgordijn gebruikt hetzelfde principe. Het isoleert. Het leidt ook de buitenlucht naar buiten, waardoor verontreinigende stoffen en insecten bij de ingang worden weggeduwd.
Wanneer het correct wordt geïnstalleerd, verhoogt het de energie-efficiëntie. Het houdt insecten buiten. Het vervangt zware plastic kleppen in open deuropeningen.
Luchtgordijnmechanica
De natuurkunde is afhankelijk van snelheid. De ventilator moet de lucht snel genoeg voortstuwen om het drukverschil tussen binnen en buiten tegen te gaan. Als de stroom te zwak is, mengt de lucht zich. De barrière faalt.
Huiseigenaren installeren deze zelden in woonomgevingen. Ze komen veel voor in commerciële ruimtes. Supermarkten gebruiken ze boven open koelers. Magazijnen houden ze boven laadkades. Het doel is hetzelfde. Verminder de HVAC-belasting.
De unit wordt boven het deurkozijn gemonteerd. Het bevat een ventilator en een mondstuk. Het mondstuk vormt de stroom. Een breed mondstuk creëert een vlakke plaat. Een gefocusseerd mondstuk creëert een straal. De keuze is afhankelijk van de deurbreedte en de windomstandigheden.
Installatie vereist precisie. Het apparaat moet waterpas staan. De luchtstroom moet recht zijn. Als de lucht kantelt, trekt deze warme lucht naar buiten en koude lucht naar binnen. Het resultaat is verspilling van energie.
Het onderhoud is eenvoudig. Maak het inlaatfilter schoon. Controleer de riemspanning. Inspecteer het mondstuk op vuil. Een verstopt mondstuk verandert het luchtpatroon. De barrière verzwakt.
De technologie is ouder dan de meeste mensen beseffen. Van Kannel zag een probleem. Hij bouwde een oplossing. De draaideur loste de file op. Het luchtgordijn loste de temperatuurdaling op. Beide zijn afhankelijk van het controleren van bewegingen. Eén controleert mensen. De andere regelt de lucht.
Moderne units zijn stiller. Ze gebruiken borstelloze motoren. Ze variëren de snelheid op basis van temperatuursensoren. Maar het kernmechanisme blijft ongewijzigd. Snelheid doodt de uitwisseling.
Installatie en montage
Er zijn twee hoofdopties voor het monteren van een luchtgordijn. De eerste is een open deuropening. Dit is de standaardconfiguratie voor supermarkten of grote magazijnen. De lucht blaast voortdurend. Je hebt deze ontploffing eerder gevoeld. Het raakt je in je gezicht als je door de deuren duwt.
De tweede optie is een back-up met gesloten deur. Hier bevindt de unit zich achter een deur. Het wordt pas geactiveerd als de deur opengaat. Er wordt een paar seconden lucht geblazen. Vervolgens wordt hij uitgeschakeld als de deur sluit. Dit bespaart energie. Je verspilt geen geconditioneerde lucht aan een lege deuropening.
Monteer de unit aan de geconditioneerde zijde van de opening. Dit betekent dat u zich in uw verwarmde of gekoelde ruimte bevindt. Het moet de volledige breedte van de deur beslaan. De inlaat zuigt schone, gecontroleerde lucht aan. Vervolgens blaast het die lucht naar beneden. Of met een lichte buitenwaartse kanteling. Deze stroom duwt tegen de buitenlucht. Het voorkomt dat verontreinigingen binnendringen.
“De kracht van de lucht die uit het gordijn blaast, moet sterk genoeg zijn om de kracht van de lucht die van buitenaf komt te overmeesteren en terug te draaien.”
Het toevoegen van een elektrische verwarming verandert het spel. Beeld dat je een ijskoud gebouw binnenloopt. Het luchtgordijn blaast je tegemoet met warme lucht. Het voelt als een warm welkom. Maar de kachel doet meer dan alleen maar troosten. Hete lucht stijgt. Het zwembaden in de buurt van de plafondspanten. Het luchtgordijn recirculeert de opgesloten warmte. Het duwt het terug naar beneden in de leefruimte.
Deze stroom fungeert ook als een barrière. Het houdt vliegende insecten buiten. Het blokkeert stof. Het stopt vervuiling en verontreinigende stoffen in de lucht. Sommige steriele laboratoria gebruiken ze om deze reden. Ze houden schone lucht schoon. Ze kunnen zelfs open ovens en diepvriezers bewaken.
De fysica van luchtstroom
Denk aan twee ballen die naar elkaar toe rollen. Ze botsen. Welke wint? Het hangt af van massa en snelheid. De formule is eenvoudig: kracht is gelijk aan massa maal snelheid in het kwadraat. Een kleine bal die snel beweegt, kan een grote, langzaam bewegende bal neerhalen.
Luchtgordijnen werken volgens hetzelfde principe. Je luchtstroom moet de wind van buitenaf overwinnen. Als je een gigantische magazijndeur en harde wind hebt, heb je een heavy-duty unit nodig. Het moet veel lucht met hoge snelheid verplaatsen.
Richting is ook belangrijk. Je zou kunnen denken dat je horizontale wind moet bestrijden met horizontale lucht. Dat is inefficiënt. Als u lucht rechtstreeks door de deur blaast, verspilt u energie over de afstand. De lucht verliest momentum.
Richt in plaats daarvan de stroom naar beneden, richting de vloer. De lucht moet snel genoeg blijven om de bodem te bereiken. Het moet sneller zijn dan de binnenstromende buitenlucht. De stroom fungeert als een fysieke muur. Lucht van buitenaf raakt het en stuitert terug.
Beschouw een specifiek voorbeeld. Als de wind horizontaal waait met een snelheid van 6 meter per seconde, heb je serieuze kracht nodig. Een luchtgordijn met een hoek van 15 graden moet met een snelheid van 40 meter per seconde blazen. Dat is ongeveer 91 km/uur. Die snelheid heb je nodig om de druk tegen te gaan.
U zult uw instellingen moeten aanpassen. Pas het volume aan. Pas de snelheid aan. Pas de hoek aan. Richt op 10 tot 20 graden naar buiten. Vind de goede plek waar de lucht de buitenlucht ontmoet zonder energie te verspillen.
Kosten- en ROI-analyse
Hoeveel kost dit? Het varieert. Een kleine, onverwarmde 36-inch eenheid kan ongeveer $ 200 kosten. Een verwarmd model met hoge snelheid voor een deur van 9 bij 14 voet kan $ 450 kosten.
Geef niet te veel uit. Meet eerst uw deur op. Bepaal uw doel. Wilt u comfort of juist efficiëntie? Als het alleen maar om efficiëntie gaat, sla dan de verwarming over. Als je de kou wilt stoppen, koop dan de verwarmde versie.
Schat uw windbelasting. Een winderige winter in Minnesota vereist meer kracht dan een mild, kalm klimaat. Betaal niet voor kracht die u niet nodig heeft.
Er zijn ook andere voordelen. Goed geïnstalleerde luchtgordijnen kunnen ervoor zorgen dat uw gebouw LEED-punten verdient. Deze omvatten de kredieten Energie en Atmosfeer, Binnenluchtkwaliteit en Innovatie in Ontwerp. Het is een groen certificaat.
Om uw werkelijke besparing te berekenen, kijkt u naar uw lokale windsnelheden en energietarieven. Leveranciers als Berner International en Mars Air Systems bieden online rekenmachines aan. Sluit uw gegevens aan.
Hier is een momentopname uit de echte wereld. Een luchtdeur kost $ 3000, geïnstalleerd op een opening van 2,5 bij 2 meter. De gemiddelde buitentemperatuur is 50 graden Fahrenheit. De windsnelheid bedraagt 8 km/uur. In dit scenario betaalt de eenheid zichzelf in bijna precies één jaar terug.
Een stukje geschiedenis
De uitvinder van het luchtgordijn was Theophilus van Kannel. Hij vond ook de draaideur uit.
Hij had andere ideeën. Hij bouwde “Witching Waves” op Coney Island in 1907. Het was een pretparkrit. Wild. Gevaarlijk. Passend voor een man die met natuurkrachten speelde.
Opmerking van de auteur
Ik heb een unit gekocht voor mijn garage. Het was goedkoop. Onverwarmd. De wind in Chicago geeft niet om goedkoop. De lucht lekte naar binnen. Ik verspilde warmte. Ik heb geld verspild. Ik heb een upgrade uitgevoerd naar een verwarmd model met variabele snelheid. Het verschil was dag en nacht. De lucht bleef warm. De bugs bleven uit.
Maar hier gaat het om. Je moet het goed richten. Ik ben een middag bezig geweest met het aanpassen van de hoek. 15 graden. Dan 18. Dan terug naar 15. Het voelt als een wetenschappelijk experiment. Het is. En als u het mis heeft, wappert uw geld gewoon in de wind. Letterlijk.
“Het gordijn fungeert als een muur waar de buitenlucht naar toe komt en vervolgens weerkaatst.”
Lees de handleiding. Meet de wind. Pas de snelheid aan. Als je deze stappen overslaat, koop je gewoon een heel dure ventilator.
