Uncategorized @fa

پرده هوا

پرده هوا

      پرده هوا

پرده هوا دستگاهی است که با ایجاد یک جریان هوای مداوم در محل ورودی ساختمان‌ها باعث ایجاد یک سد نامرئی از هوا شده و محیط بیرون و درون ساختمان را از هم جدا می‌کند تا از ورود هوای گرم یا سرد، خاک و گرد و غبار، بوهای نامطبوع، حشره‌ها و یا سایر آلودگی ها به ساختمان جلوگیری کند. استفاده از پرده‌های هوا در محیط‌های تجاری به این دلیل حائز اهمیت است که این نوع سامانه‌ها مانعی در ورودی ساختمان‌ها برای عابرین و یا تجهیزات مکانیکی ایجاد نمی‌کنند. همچنین نبود مانعی که باعث مختل شدن دید شود میزان حوادث را کاهش می‌دهد.

  کاربردهای پرده هوا

شکل 1دو نمونه از کاربردهای پرده هوا.

·          نحوه عملکرد

به طور معمول، پرده‌های هوا در محل‌های ورودی ساختمان‌ها نصب می‌شوند. به منظور جلوگیری از آسیب رسیدن به قطعات داخلی (مبدل حرارتی، فن‌ها، قطعات الکترونیکی و…) هوای ورودی به پرده هوا از فیلتر گذشته و پس از افزایش فشار توسط فن‌ها از مسیر خروجی دستگاه به صورت مستقیم به سمت ورودی ساختمان پرتاب می‌شود. پرده‌‍‌های هوای حرارتی از سامانه‌های الکترونیکی، آب گرم/سرد، بخار و… به منظور گرم یا سرد کردن جریان هوای خروجی استفاده می‌کنند. تلطیف هوای ورودی، باعث می‌شود تا افراد در هنگام برخورد جریان هوای خروجی از پرده هوا در ورودی ساختمان‌ها احساس ناخوشایندی نداشته باشند.

مسیر ورودی و خروجی پرده هوا

مسیر ورودی و خروجی پرده هوا

در ورودی‌هایی که در دو طرف ورودی شرایط غیر یکسان (دما و فشار هوا) وجود دارد، پرده هوا، جریان هوایی به منظور تعدیل شرایط بین این دو محیط به وجود می‌آورد.

به صورت کلی جابجایی هوا بین دو محیط به سه دلیل صورت می‌گیرد:

1-اختلاف دما: به صورت طبیعی وقتی اختلاف دمایی بین دو محیط وجود داشته باشد، جریان همرفتی بوجود می‌آید. هوای گرم از طریق قسمت بالایی ورودی ساختمان جابجا شده و در نتیجه، با هوای سردی که از قسمت پایین ورودی وارد می‌شود جایگزین می‌شود. اختلاف دمای زیاد باعث وارد شدن هوای سرد بیشتری شده که منجر به هدر رفت انرژی بیشتری می‌شود. اتلاف انرژی توسط اختلاف دما از فرمول زیر محاسبه می‌شود:

 
فرمول اتلاف انرژی در پرده هوا

فرمول اتلاف انرژی در پرده هوا

که در فرمول بالا QT هدر رفت انرژی توسط اختلاف دما بر حسب (kW)، W برابر با عرض قسمت ورودی (m)،H برابر ارتفاع درب ورودی (m)، g برابر ثابت گرانش زمین (m/s2)، Δρ برابر اختلاف چگالی هوای بیرون و داخل ساختمان(Kg/m3)، ρm میانگین چگالی هوا، ρout چگالی هوا (قسمت سردتر)، cpگرمای ویژه هوا در قسمت سرد (KJ/Kg K) و Δt برابر اختلاف دمای بین دو محیط بر حسب کلوین می‌باشند

2-اختلاف فشار: از آنجایی که اختلاف فشار بین دو محیط می‌تواند بر روی عملکرد پرده هوا تاثیر بگذارد، تا جای ممکن باید اختلاف فشار بین دو محیط برطرف شود. لازم به ذکر است که در شرایط خاص مانند اتاق‌های ایزوله مقداری اختلاف فشار هوا به منظور جلوگیری از ورود خاک و ذرات معلق به داخل محیط نیاز است.

3-باد و اثردودکش: با تنظیم کردن زاویه و شدت جریان هوای خروجی، پرده هوا می‌تواند تا حدودی در برابر جریان‌های باد مقاومت کند. با اینحال اگر شدت وزش باد شدید باشد، کارایی پرده هوا کاهش می‌یابد. حجم هوای ورودی به ساختمان از طریق ورودی می‌تواند توسط رابطه زیر محاسبه شود:

 
فرمول نفوذ هوا از درب ورودی

فرمول نفوذ هوا از درب ورودی

 در رابطه بالا Φw برابر نرخ حجم هوای ورودی به ساختمان به دلیل فشار باد بر حسب  m3/s  و H برابر ارتفاع درب ورودی بر حسب W، m برابر عرض درب ورودی بر حسب m و v10   برابر میانگین سرعت باد در ارتفاع 10 متری بر حسب m/s و L برابر فاکتور محل قرارگیری درب ورودی است (مقدار L=1 برابر شرایط عادی است).

  • مهم‌ترین عواملی که بر بازده پرده هوا تاثیر می‌گذارند عبارتند از:

تلاطم جریان هوای خروجی: هرچقدر میزان تلاطم جریان خروجی هوا کمتر باشد، بازدهی بالاتر و مصرف انرژی کمتر است.

سرعت هوا: سرعت جریان هوای خروجی باید به اندازه‌ای باشد که بتواند به خوبی عرض ورودی ساختمان را بپیماید.

حجم هوا: هرچه عرض جریان هوای خروجی از دستگاه بیشتر باشد، پرده هوا در برابر جابجایی هوا در ورودی ساختمان مقاوم‌تر است.

زاویه خروج هوا: سرعت و فشار هوا در فواصل دورتر از پرده هوا کاهش می‌یابد، زاویه خروج هوا از پرده هوا از اهمیت بالایی برخوردار است. زاویه خروج زیاد باعث می‌شود که سامانه پرده هوا نتواند از ورود هوای بیرونی به داخل ساختمان جلوگیری کند. با در نظر گرفتن فاکتورهایی نظیر باد، دما و یا اختلاف فشار هوا که ممکن است باعث نفوذ جریان هوای بیرون به داخل ساختمان شوند، می‌توان زاویه جریان هوای خروجی را به سمت بیرون از ورودی تنظیم کرد تا از ورود هوا به داخل جلوگیری کرد. بهینه‌ترین زاویه خروج هوا در حدود 15 درجه می‌باشد.

 
پارامترهای طراحی در پرده هوا

پارامترهای طراحی در پرده هوا

 

در تصویر بالا h برابر است با عرض مؤثر جریان هوای خروجی از سامانه پرده هوا، α برابر با زاویه خروج، U0 برابر سرعت خروج هوا از پرده هوا، θ برابر زاویه برخورد منفی، H برابر ارتفاع ورودی، P1 برابر فشار هوای بیرون و P2 برابر فشار هوای داخل ساختمان است.

نوع فن: در ساخت سامانه‌های پرده هوا از انواع فن‌های محوری (Axial)، فن تانژانت یا استوانه‌ای (Tangential wheel)، سانتریفوژ (Centrifugal) و … استفاده می‌شود. بدیهی است که فن‌های با فشار بالا، فشار هوای خروجی بیشتری تولید می‌کنند که می‌توانند فاصله‌های دورتری را نیز پوشش دهند. به عنوان مثال در مقایسه دو پرده هوا با فن‌های سانتریفوژ و استوانه‌ای (با حجم هوادهی یکسان)، سامانه‌ای که از فن‌های سانتریفوژ استفاده می‌کند دارای شدت جریان هوای خروجی بیشتر و قوی‌تری است.

پرده‌های هوا معمولا به صورت افقی و در بالای ورودی‌های ساختمان نصب می‌شوند. با این حال نصب پرده‌های هوا می‌تواند به صورت عمودی (در دو طرف ورودی) و یا به صورت افقی در پایین ورودی باشد. که مورد دوم از نظر ترمودینامیکی بهینه‌ترین حالت ممکن است. اما به دلیل هزینه‌های بالای نصب فقط در برخی از موارد خاص از این نوع پرده هوا استفاده می‌شود.

 
انواع نصب پرده هوا گرم

انواع نصب پرده هوا گرم

·       انواع پرده هوا

با توجه به کاربرد و فضای ورودی، پرده‌های هوا به دو نوع عمده غیر گردشی و گرشی تقسیم می‌شوند.

1-نوع غیر گردشی

انواع غیرگردشی پرده هوا به دلیل سهولت در نصب و هزینه‌های نگهداری کمتر بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. ارتفاع، پهنا و مشخصات ورودی در انتخاب این نوع پرده‌های هوا و محل نصب آن‌ها (به صورت افقی در بالا و یا به صورت عمودی در طرفین) تاثیرگذار است.

2-نوع گردشی

پرده هوا نوع گردشی

پرده هوا نوع گردشی

از این نوع پرده هوا در مکان‌هایی که رفت و آمد زیاد است استفاده می‌شود. مکان‌هایی مانند سوپرمارکت‌ها و ورودی فروشگاه‌ها. این نوع سامانه‌ها هوا را در یک سمت ورودی خارج کرده و سپس در سمت مقابل هوا را دریافت کرده و وارد چرخه می‌کند که باعث افزایش بازدهی سامانه می‌شود.

·          دلیل استفاده از پرده هوا

1-جداسازی محیط و دما

اصلی‌ترین وظیفه پرده هوا جدا‌سازی دو محیط می‌باشد. این جداسازی می‌تواند جهت جلوگیری از ورود هوای سرد در زمستان به خارج از ساختمان (جداسازی دمایی) و یا جدا سازی دو محیط از طریق ایجاد یک پرده نامرئی باشد.

 
تغییرات دمایی پس از نصب پرده هوا گرم

تغییرات دمایی پس از نصب پرده هوا گرم

2-کاهش مصرف انرژی

استفاده از پرده هوا در ساختمان‌ها باعث می‌شود تا هوای تهویه شده و مطبوع ساختمان نتواند به آسانی محیط ساختمان را ترک کند و در نتیجه سامانه تهویه مطبوع ساختمان فشار کاری کمتری را متحمل شده که در نهایت باعث کاهش میزان مصرف انرژی و صرفه‌جویی در هزینه ها می‌شود.

3-ایمنی

یکی از مواردی که در استفاده از پرده‌های هوا کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد ایمنی است. پرده هوا ریسک تجمع موارد خطر آفرین در ورودی‌ها (خطراتی مانند تجمع آب و یا یخ زدگی) را کاهش می‌دهد. در کارگاه‌های صنعتی استفاده از پرده هوا به دلیل اینکه مانعی برای دید کارگران ایجاد نمی‌کند، از اهمیت بیشتری برخوردار است. و همچنین استفاده از پرده‌های هوایی که مجهز به نور UVC هستند می‌تواند ویروس‌ها و باکتری‌ها را قبل از ورود به محیط از بین ببرد.

4-بیرون نگه‌داشتن حشرات

استفاده از پرده‌های هوا در محیط‌های بیمارستانی و یا مراکز تهیه و توزیع غذا که از نظر بهداشتی دارای حساسیت می‌باشند می‌تواند بسیاز حائز اهمیت باشد. جریان هوای ایجاد شده توسط این سامانه‌ها می‌تواند مانع از ورود حشرات و دیگر آلودگی‌ها (خاک، دود و…) به این این محیط‌ها شود.

·          برخی از بهترین مکان‌ها برای استفاده از پرده هوا

  • فروشگاه‌ها

یکی از مرسوم‌ترین مکان‌هایی که در آن‌ها می‌توان از از پرده هوا استفاده کرد فروشگاه‌ها و خرده فروشی‌ها می‌باشد. در زمان ساعات اوج رفت و آمد عابرین و با باز و بسته شدن مداوم درب‌های ورودی و خروجی، سامانه تهویه مطبوع ساختمان می‌تواند دچار اختلال شود و همچنین امکان ورود خاک، ذرات معلق در هوا و سایر آلودگی‌ها فراهم شود.

  • انبارها

انبارها معادل صنعتی فروشگاه‌ها و خرده فروشی‌ها هستند. در انبارهای بزرگ و شلوغ روزانه تعداد زیادی از افراد و وسایل در رفت و آمد هستند. هنگامی که درهای بارگیری انبارها باز و بسته می‌شوند، امکان وارد شدن حجم زیادی از آلودگی‌ها، حشرات، هوای گرم و یا سرد و رطوبت به انبار وجود دارد. وارد شدن هوای بیرون به محیط انبار می‌تواند برای کارگرانی که در نزدیکی درب‌های ورودی کار می‌کنند آزاردهنده باشد. استفاده از پرده هوا باعث بوجود آمدن فضای کاری مطلوب‌تری برای کارگران شده و کارایی آن‌ها را افزایش می‌دهد.

  • سردخانه‌ها

در محیط‌های سردخانه‌ای که افراد و ماشین‌آلات صنعتی به صورت مداوم بین محیط با دمای منفی صفر درجه و بیرون در حال رفت و آمد هستند، با برخورد هوای گرم بیرون و درون سردخانه احتمال یخ زدگی، بوجود آمدن مه و رطوبت وجود دارد که باعث به خطر افتادن ایمنی کارگران می‌شود. استفاده از پرده هوا در بالای مسیرهای ورودی، مانع از خروج هوای سرد از سردخانه می‌شود و از ورود هوای گرم به داخل جلوگیری می‌کند. کم شدن میزان یخ زدگی، رطوبت و مه به معنی افزایش دید بصری و کارایی کارگران و در نتیجه افزایش ایمنی می‌شود.

  • مدارس، بیمارستان‌ها و اداره‌ها

اگرچه این سه محیط با یکدیگر متفاوت هستند، با اینحال همواره تعداد زیادی از افراد درون این ساختمان‌ها در حال رفت و آمد هستند. با باز و بسته شدن درب‌ها مقادیر زیادی از آلودگی امکان راه پیدا کردن به این مکان‌ها را پیدا می‌کنند. پرده‌های هوا در محل درب‌های ورودی می‌توانند از ورود عناصر خارجی به داخل جلوگیری کرده و باعث کاهش مصرف انرژی شوند.

·          تفاوت پرده هوا با سیستم تهویه مطبوع

اگرچه سامانه‌های پرده هوا به سامانه‌های تهویه مطبوع کمک می‌کند تا دوام بیشتر، عملکرد بالاتر و مصرف انرژی کمتری داشته باشند ولی به عنوان تهویه مطبوع درنظر گرفته نمی‌شوند. در واقع پرده‌های هوا با جداسازی محیط خارجی و داخلی ساختمان، باعث می‌شوند تا سامانه‌های تهویه مطبوع بهتر بتوانند دمای داخلی ساختمان را در حد مطلوب نگهدارند.

دوام بیشتر: استفاده از پرده هوا باعث می‌شود تا سامانه‌های تهویه مطبوع تجاری و یا صنعتی به منظور حفظ دمای محیط، به صورت مداوم در حال کار کردن نباشند و در نتیجه طول عمر آنها افزایش و زمان تعمیر و نگهداری آن‌ها کاهش می‌یابد.

کارایی بیشتر: پرده هوا باعث می‌شود تا سامانه تهویه مطبوع بتواند محیط بهتری برای ساکنین ایجاد کند که به افزایش راحتی و کارایی می‌انجامد.

مصرف کمتر انرژی: با کم کردن فشار کاری سامانه‌های تهویه مطبوع، پرده هوا می‌تواند باعث کاهش هزینه‌ها شده که این کاهش مصرف انرژی با توجه به محل نصب پرده هوا، می‌تواند توسط شاخص بازگشت سرمایه، Return on Investment (ROI) محاسبه شود.

·          موارد مورد توجه در هنگام انتخاب سامانه پرده هوا

  • در انتخاب پرده هوا اولین نکته قابل توجه اندازه عرض و ارتفاع ورودی است.
  • به منظور حفظ دمای محیط و کمک به سامانه تهویه مطبوع، پرده هوا باید در قسمت داخلی ورودی نصب شود تا از هوای درونی ساختمان در چرخه کاری خود استفاده کند.
  • نصب پرده هوا در قسمت بیرونی ساختمان بیشتر به منظور جلوگیری از ورود حشرات است. هنگامی که پرده هوا در قسمت بیرونی متصل می‌شود، از هوای بیرون در چرخه کاری خود استفاده می‌کند. در اینصورت هنگامی که هوا به سطح زمین برخورد می‌کند مقداری از آن وارد ساختمان می‌شود که تاثیر این امر بر سامانه تهویه مطبوع ساختمان باید در نظر گرفته شود.
  • به منظور افزایش کارایی باید توجه داشت که پرده هوا به صورت کامل ورودی را پوشش دهد.
  • هوای خروجی از پرده هوا باید مسیری آزاد و بدون مانع داشته باشد تا حداکثر کارایی را داشته باشد.
  • اگر ساختمان به هر دلیلی دارای فشار هوای منفی است، پرده هوا ممکن است به خوبی عمل نکند.
  • هرگونه مانع در بالای قسمت ورودی باید در نظر گرفته شود. همچنین فاصله محلی که پرده هوا نصب می‌شود تا سقف حائز اهمیت است.
  • نصب پرده هوا به صورت عمودی باعث افزایش سروصدای دستگاه در هنگام کار می‌شود. همچنین پیشنهاد می‌شود که به منظور حفظ ایمنی عابرین و جلوگیری از وارد شدن خسارت به سامانه، برای آن حفاظ در نظر گرفته شود.

جهت راهنمایی بیشتر، با ما در ارتباط باشید