Fundamentals of air curtain design
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Licentiate thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Author
Date
2010
Major/Subject
LVI-tekniikka
Mcode
Ene-58
Degree programme
Language
en
Pages
48 s. + liitt.
Series
Abstract
Air curtains are used to reduce doorway-induced thermal losses and the negative effects of draught in situations where ordinary fixed doors are kept open. This paper examines the functionality of air curtains, and related factors, with the aid of measurements made in industrial buildings. To clarify the operating conditions of air curtains, an analysis method was developed during the project based on field research and measurements. In addition, the paper sets out horizontal and vertical upwards blowing air curtains' tightness levels defined with tracer measurement results as the basis. Tightness measurements were conducted to study the energy saving effects of air curtains under the climatic conditions of Finland. The results are presented with the aid of an example calculation in the final section of this paper. When using an air curtain under the correct operating conditions, the achievable tightness is 50 - 80 % in large doorways. The highest tightness level was obtained in the test hall when using an upwards blowing air curtain of the recirculating type (eta<sub>ac,max</sub =80%), and the lowest with a double-sided horizontal air curtain (eta<sub>ac,max</sub =50%). The highest effect of the air curtain's dimensional parameters (discharge velocity -discharge angle -nozzle width) on the air curtain's tightness was measured to be 3%. The example calculation indicates that, compared to no controlled air curtains, a continuous blow rate will provide a saving of 5% in the typical industrial doorway size category under the climatic conditions of Finland. According to the measurement results, temperature fluctuations may be reduced by 1 - 2°C around large doorways. However, an air curtain generates air flows that may easily be experienced as draught when working in the proximity of doorways and door lines. In a work site located at the door line, the lowest air flow rate values were 0.3 - 0.5 m/s.Ilmaverho vähentää oviaukosta aiheutuvia lämpöhäviöitä ja vetohaittoja silloin, kun varsinainen kiinteä ovi on avoimena. Tässä työssä on tutkittu ilmaverhojen toimivuutta ja toimivuuteen vaikuttavia tekijöitä teollisuusrakennuksissa mittauksin. Työssä on kehitetty ilmaverhojen toimintaedellytysten selvittämistä varten kenttätutkimukseen ja mittauksiin perustuva toimintaolosuhteiden analysointimenetelmä. Työssä on myös esitetty horisontaalisten ja vertikaalisten alhaalta ylöspäin puhaltavien ilmaverhoratkaisujen merkkiainemittauksilla määritetyt tiiviydet. Tiiviysmittauksiin perustuen työn lopussa on esitetty esimerkkilaskelman avulla ilmaverhon energiansäästövaikutuksia Suomen olosuhteissa. Ilmaverhon toimintaedellytysten ollessa kunnossa ilmaverholla voidaan saavuttaa isoissa oviaukoissa 50 - 80 %:n tiiviys. Koehallissa korkein tiiviys mitattiin vertikaalisella alhaalta ylöspäin puhaltavalla kiertoilmaverholla (eeta<sub>ac,max</sub>=80%) ja alhaisin kaksipuolisella horisontaalisella ilmaverholla (eeta<sub>ac,max</sub=50%). Ilmaverhon mitoitusparametrien (puhallusnopeus -puhalluskulma -suutinleveys) vaikutus ilmaverhon tiiviyteen oli mittauksissa enimmillään 3 %:a. Tehdyn esimerkkilaskelman mukaan jatkuvalla puhallusnopeussäädöllä saavutetaan tyypillisessä teollisuusovikokoluokassa (5m x 5m) 5 %:n säästö säätämättömään ilmaverhoon verrattuna Suomen olosuhteissa. Mittausten mukaan ilmaverhoilla voidaan lämpötilavaihtelu rajoittaa 1 - 2 °C:n ison oviaukon ympäristössä. Ilmaverho synnyttää kuitenkin ilmavirtauksia ovisuulle ja ovilinjalle, jotka aiheuttavat helposti vedon tunnetta ovisuun ja ovilinjojen työpisteissä. Ilmavirtausten nopeudet työskentelyvyöhykkeellä ovilinjalla ovat alhaisimmillaan 0.3 - 0.5 m/s.Description
Supervisor
Sirén, KaiSandberg, Esa
Thesis advisor
Sirén, KaiKeywords
air curtain, ilmaverho, design, ilmaverhosuunnittelu, tightness, tiiviys, energy, energia, draught, vetoisuus, neutral pressure level, neutraalitason korkeus, envelope, ulkovaippa, air balance, ilmatase, building, rakennus, oviaukko, ovi
