Wie Luftschleier funktionieren

1888 patentierte Theophilus van Kannel die Drehtür, eine Erfindung, von der er behauptete, dass sie verhindern würde, dass „schädliche Ausdünstungen“ und „unheilvolle Miasmen“ in ein Gebäude eindringen, wenn jemand wie der Postbote kam und ging [Quelle: Guardian.co.uk ]. Praktischerweise beseitigte die Drehtür auch die Notwendigkeit, dass eine Person einer anderen eine Tür aufhielt (der Legende nach war Van Kannel es leid, Türen für seine traditionell denkende Frau zu öffnen).

Aber nicht nur die Karusselltür erfand van Kannel, um Kaltluft und Schadstoffe aus Gebäuden fernzuhalten. Seine zweite Erfindung war der Luftschleier, den er 1904 patentierte und der schließlich 1916 zum ersten Mal in einem Gebäude installiert wurde [Quelle: Miniveil.com ]. Einfach ausgedrückt ist ein Luftschleier ein kontinuierlicher Luftstrom, der von oben nach unten durch eine offene Tür geblasen wird. Luftschleier werden häufig als zweite Verteidigungslinie innerhalb einer geschlossenen Tür oder als Ersatz für hängende Kunststoffklappen in einer offenen Tür verwendet und bilden eine Barriere, über die Menschen und Produkte strömen können, Luft jedoch nicht. Das bedeutet, dass das Klima auf der einen Seite des Luftschleiers dem Klima auf der anderen Seite nicht die Hand schüttelt.

Der Luftschleier macht zwei Dinge: Erstens isoliert er, und wir alle kennen die isolierende Kraft der Luft . Es ist die Luftschicht zwischen Doppelglasfenstern, die verhindert, dass sich Wärme über sie bewegt. (Was? Dachten Sie, es wäre die doppelte Dicke des Glases?) Zweitens kann ein Luftschleier, der als Backup in einer Tür verwendet wird, abgewinkelt werden, um Außenluft wieder herauszublasen, woher sie kam.

Auch wenn ein unsichtbarer Luftvorhang wie ein Star-Trek - Ansatz für die Effizienz von Unternehmen klingen mag, kann ein Luftvorhang, wenn er richtig installiert und verwendet wird, die Energieeffizienz steigern und Schadstoffe und Insekten von einer offenen Tür fernhalten.

1. Luftschleiermechanik
2. Die Physik der Luftschleier
3. Das Kosten-Nutzen-Verhältnis von Luftschleieranlagen
4. Anmerkung des Verfassers

Es gibt zwei Möglichkeiten, einen Luftschleier zu verwenden. Sie können es in einer offenen Tür verwenden, in diesem Fall fließt kontinuierlich ein Luftstrom. Wahrscheinlich haben Sie schon einmal den Luftstoß von dieser Art von Luftschleier gespürt, als Sie ein großes Geschäft im Lagerhausstil betreten haben. Oder Sie können den Luftschleier als zweite Verteidigungslinie hinter einer geschlossenen Tür verwenden, in diesem Fall wird der Luftschleier nur aktiviert, wenn sich die Tür öffnet. Es springt in Aktion und bläst einige Sekunden lang Luft, bis die Tür wieder geschlossen ist.

In beiden Fällen wird der Vorhang auf der beheizten/klimatisierten Seite der Türöffnung montiert und erstreckt sich über die Länge der Türöffnung. Sein Einlass saugt klimatisierte Luft an und bläst diese Luft entweder direkt nach unten oder in einem leicht nach außen geneigten Winkel (mehr dazu auf der nächsten Seite), um jegliche Außenluft wegzudrücken, die andernfalls durch die Tür eintreten würde.

Ein Luftschleier kann mit einer elektrischen Heizung ergänzt werden . Stellen Sie sich vor, Sie gehen an einem eiskalten Wintertag in ein Gebäude und spüren eine Kaskade erwärmter Luft. Apropos Wärme, da heiße Luft dazu neigt, sich an den Sparren anzusammeln, hilft ein Luftschleier auch dabei, diese erwärmte Luft umzuwälzen. Der Luftstrom ist auch stark genug, um fliegende Insekten , Staub, Verschmutzung und andere unerwünschte Verunreinigungen abzuwehren [Quelle: AirDistributors.com ]. Tatsächlich verwenden einige Unternehmen Luftschleier, um zu verhindern, dass luftgetragene Verunreinigungen in sterile Räume gelangen. Und Vorhänge können sogar verwendet werden, um offene Öfen und Gefrierschränke zu schützen.

Stellen Sie sich vor, Sie rollen zwei Bälle für einen Frontalzusammenstoß aufeinander zu. Nach dem Aufprall hängt die Richtung, in die sie rollen, von einem einfachen physikalischen Gesetz ab : F=MV ² oder „Kraft gleich Masse mal Geschwindigkeit (im Quadrat).“ Das bedeutet, dass ein kleiner Ball, der schnell rollt, einen großen Ball, der langsam rollt, potenziell überwältigen kann.

Das gleiche Konzept gilt für den Luftschleier. Die Kraft der aus dem Vorhang strömenden Luft muss stark genug sein, um die Kraft der von außen kommenden Luft zu überwältigen und umzukehren. Wenn Ihr riesiges, offenes Lagertor ständig von starken Winden getroffen wird, benötigen Sie einen kräftigen Luftschleier – einen, der viel Luft mit großer Geschwindigkeit bläst.

Die andere zu berücksichtigende Sache ist die Richtung dieser Geschwindigkeit. Sie könnten denken, dass ein Luftschleier horizontale Winde am effektivsten mit seinen eigenen horizontalen Winden bekämpfen würde. Aber das ist nicht wirklich der Fall. Wenn Luft für einen Frontalzusammenstoß mit anderer Luft direkt aus der Tür geblasen wird (wie die beiden oben erwähnten Bälle), geht ein Großteil der Kraft der Luft über die Distanz verloren. Stattdessen richten Luftschleier ihren Luftstrom hauptsächlich nach unten auf den Boden der Türöffnung. Das System muss stark genug blasen, um sicherzustellen, dass die Luft immer noch mit der erforderlichen Geschwindigkeit strömt, wenn sie den Boden der Türöffnung erreicht, und dass die Geschwindigkeit auch höher ist als die Geschwindigkeit der von außen einströmenden Luft. Als solches wirkt der Vorhang wie eine Wand, auf die Außenluft zuströmt und von der sie abprallt.

Um Ihnen ein Beispiel zu geben: Wenn der Wind horizontal mit 20 Fuß pro Sekunde (13,6 mph/21,2 km/h) auf die Tür bläst, müsste ein Luftschleier mit einem Winkel von 15 Grad nach außen 133 Fuß pro Sekunde (91 mph/146,4 km/h) blasen. um der Kraft der Außenluft entgegenzuwirken.

All dies bedeutet, dass Sie mit Ihrem Luftschleier spielen müssen, um seine Kraft genau richtig einzustellen – mit genau der richtigen Geschwindigkeit und dem richtigen Winkel, um der Kraft der einströmenden Luft am effizientesten entgegenzuwirken. Sie können Ihren Luftschleier auf drei Arten optimieren: Erhöhen Sie entweder das Volumen der geblasenen Luft, die Geschwindigkeit der geblasenen Luft oder lenken Sie diese Geschwindigkeit etwas nach außen, normalerweise in einem Winkel zwischen 10 und 20 Grad [Quelle: PoweredAire.com ] .

Hexende Wellen

Theophilus van Kannel, Erfinder des Luftschleiers und der Karusselltür, war auch der große Kopf hinter Witching Waves, einem Vergnügungspark, der 1907 auf Coney Island, NY, gebaut wurde.

Wie viele wirtschaftliche Fragen hängt auch das Kosten-Nutzen-Verhältnis des Luftschleiers von einer Reihe von Variablen ab. Ein kleiner, unbeheizter 36-Zoll-Luftschleier (91,4 Zentimeter) kann nur 200 US-Dollar kosten [Quelle: Amazon ]. Auf der anderen Seite kann ein beheizter Hochgeschwindigkeitsvorhang für eine Tür von 9 Fuß mal 14 Fuß (2,7 Meter mal 4,2 Meter) fast 450 US-Dollar kosten [Quelle: Grainger.com]. Genauso wie Sie Ihren Luftschleier kippen und mit Strom versorgen, um das zu tun, was erforderlich ist, und nicht mehr, besteht der erste Trick in der Wirtschaftlichkeit von Luftschleier darin, nur für das zu bezahlen, was Sie benötigen. Die Größe sollte ein Kinderspiel sein: Messen Sie Ihre Tür. Entscheiden Sie als Nächstes, ob Komfort oder Effizienz Ihr Endziel ist – wenn es Komfort ist, heizen Sie ein; Wenn nicht, ziehen Sie ein unbeheiztes Modell in Betracht. Schätzen Sie schließlich die Kraft ab, die Ihr Luftschleier benötigen wird, um der Kraft der Außenluft entgegenzuwirken. Wenn Sie beispielsweise gegen einen windigen Winter in Minnesota kämpfen, benötigen Sie mehr Luft bei einer höheren Geschwindigkeit als in einem Gebiet mit einem milderen Klima und ohne Wind.

Der andere Vorteil von Luftschleieranlagen besteht darin, dass sie einem Gebäude dabei helfen können, Energie- und Atmosphärenpunkte, Punkte für Raumluftqualität, Punkte für Innovation im Design und Punkte für Raumklimaqualität zu sammeln, die alle zusammen den Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) ergeben ) Zertifizierung [Quelle: Air Conditioning, Heating and Refrigeration News ].

Wenn Sie Ihre Energieeinsparungen über die anfänglichen Ausgaben hinaus wissen möchten, müssen Sie Dinge wie Windgeschwindigkeit und Energiekosten berücksichtigen. Berner International und Mars Air Systems , Anbieter von Luftschleieranlagen, stellen auf ihren Websites Rechner zur Verfügung, die dabei helfen können, die Kosten und Einsparungen von Luftschleieranlagen im Laufe der Zeit abzuschätzen. Zum Beispiel eine Lufttür, die 3.000 US-Dollar kostet und an einem 8 Fuß mal 6 Fuß (2,4 Meter mal 1,8 Meter) großen Türrahmen mit einer durchschnittlichen Außentemperatur von 50 Grad Fahrenheit (10 Grad Celsius) und einer Windgeschwindigkeit von 8 Meilen installiert ist pro Stunde (12,8 Kilometer pro Stunde) amortisiert sich ziemlich genau in einem Jahr.

Ich gebe es zu: Bevor ich diesen Artikel geschrieben habe, hatte ich noch nie von einem Luftschleier gehört. Aber jetzt, da mein Bewusstsein angehoben ist, sehe ich sie überall. „Oh, ist das jedes Mal, wenn ich in den örtlichen Supermarkt gehe, dieser heiße Luftstoß?“ Ich glaube. Und es gibt noch einen in der Zahnarztpraxis. Es stellt sich heraus, dass überall um uns herum jeden Tag unbemerkt eine stille Revolution in der Eingangsdichtungstechnologie vor sich geht. Schließen Sie sich der Revolution an oder lassen Sie sich im kalten, ineffizienten Staub zurück.

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Quellen