Kurtyna powietrzna – skutecznym narzędziem w walce o oszczędność energii

Wytworzenie bariery powietrznej pomiędzy pomieszczeniem a otoczeniem lub też pomiędzy strefami o różnych temperaturach, aby obie strefy uniezależnić od siebie, jest zadaniem, które mogą wykonać kurtyny powietrzne. Oprócz dobrej izolacji ścian obiektu, szczelnych okien i drzwi, kurtyny wspomagają użytkownika w walce o oszczędność energii, wykorzystywanej na ogrzewanie oraz klimatyzację obiektu.

kurtyna powietrzna - Kurtyna powietrzna – skutecznym narzędziem w walce o oszczędność energii

Pomimo stosowania bardzo dobrych materiałów izolacyjnych na ściany budynku oraz okien i drzwi z niskim współczynnikiem przenikania ciepła, w momencie otwarcia przejść komunikacyjnych, ich izolacyjność spada praktycznie do zera. Powstająca nagła infiltracja, przeciągi, a niekiedy migracja zanieczyszczeń, powoduje bardzo duże straty energii w obiekcie. W zależności od typów i przeznaczenia pomieszczeń, wymiana powietrza może nastąpić w bardzo szybki i niekontrolowany sposób. Aby zminimalizować to zjawisko, należy odciąć obie strefy od siebie za pomocą bariery. Elementem wykonawczym bariery może być to samo źródło, które jest przyczyną strat ciepła lub chłodu, mianowicie samo powietrze. Skuteczną zaporę z powietrza można uzyskać poprzez zastosowanie kurtyn powietrznych. Niemniej „kurtyna” nie równa się kurtynie.

Doboru urządzenia jak i jego parametrów należy dokonać w sposób prawidłowy, aby uzyskana bariera była maksymalnie skuteczna. Analizie powinna podlegać prędkość wylotowa powietrza z kurtyny oraz prędkość, jaką można uzyskać przy podłożu dla danej wysokości montażu. Prędkość powietrza przy podłodze nie może być nigdy mniejsza niż 2 m/s dla dowolnej wysokości montażu. Kolejnym ważnym elementem jest strumień powietrza, jaki powinna generować kurtyna. Iloczyn dwóch powyższych wielkości nosi miano „wydatku urządzenia”, który bezpośrednio charakteryzuje osiągi, jakie mogą uzyskać kurtyny powietrzne. Im wydatek będzie większy, tym dana kurtyna będzie skuteczniejsza, dzięki czemu będzie ją można dobrać do odpowiedniej wysokości otworu drzwiowego. Jeszcze jednym bardzo istotnym parametrem, bez którego nie ma najmniejszych szans na prawidłową ochronę obiektu przed stratami energii, jest długość kurtyny powietrznej. Szerokość wylotu strumienia powietrza z kurtyny powinna być szersza bądź równa szerokości otworu drzwiowego, jaki ma za zadanie skutecznie zabezpieczyć kurtyna. Przytoczyć można krótkie studium przypadku, które potwierdzi skuteczność i korzyści płynące z zastosowania kurtyn.

kurtyna powietrzna 1 - Kurtyna powietrzna – skutecznym narzędziem w walce o oszczędność energii

Rozpatrywany przykładowy obiekt obliczeniowy: Warszawa (średnia roczna temperatura dziewięciomiesięcznego okresu grzewczego wynosi 4,7 °C, średnia roczna prędkość wiatru 4,3 m/s), docelowa temperatura 19°C. W pomieszczeniu o przeznaczeniu handlowym i kubaturze 4000 m³, przez otwór drzwiowy o wymiarach 2×2,5 m dojdzie do wymiany powietrza w momencie ich otwarcia o wartości do 9 m³/s. Po zainstalowaniu kurtyny o długości 2 m i zasięgu powyżej 2,5 m nad wejściem, możliwe jest określenie ilości powietrza, jakie nie wpłynie do pomieszczenia. Zakładając, że podczas dwunastogodzinnego czasu otwarcia obiektu w ciągu dnia, kiedy drzwi pozostają średnio otwarte 17 min./h, przez niezabezpieczony otwór napłynie z zewnątrz do obiektu 110 tys. m³ powietrza dziennie. Po zastosowaniu kurtyny powietrznej, ilość 7,2 m³/s zimnego powietrza zostanie zablokowana, (wydostanie się 22 tys. m³ powietrza dziennie przy sprawności kurtyn powietrznych na poziomie 80%). Dokładne zyski i straty przedstawia tabela 1:

Tabela 1
Okres grzewczy 273 dni
Przybliżona cena energii cieplnej w Warszawie 42zł/GJ 151,2 [zł/MWh]
bez kurtyny z kurtyną
Strumień powietrza, który napłynie do obiektu 9 [m³/s] 1,8 [m³/s]
Czas otwarcia drzwi 17 [min./h]
Czas otwarcia obiektu 12 [godz./dobę]
Napływ zimnego powietrza 110160 [m³/dzień] 22032 [m³/dzień]
Temperatura zewnętrzna 4,7°C
Temperatura wewnętrzna 19°C
Gęstość powietrza 1,25 kg/m³
Dodatkowe zapotrzebowanie na energię cieplną do ogrzania napływającego zimnego powietrza kWh/dobę 547 109
MWh/rok 149 30
Koszt strat energii poprzez otwór drzwiowy 22581 zł/rok 4516 zł/rok

Kurtyna powietrzna może być zasilana wodą z instalacji grzewczej bądź z innego źródła ciepła. Jedna kurtyna DEFENDER 200WH, pracując na drugim biegu wentylatora, posiada moc grzewczą 21,5 kW, przy temperaturze czynnika grzewczego 70/50°C, pobierając przy tym 0,35 kW mocy elektrycznej. Koszty roczne użytkowania kurtyny DEFENDER 200WH wyniosą odpowiednio 3024 zł (grzanie 20 MWh/ rok) i 200 zł (energia elektryczna ok. 400 kWh/rok). Należy zwrócić przy tym również uwagę, iż 80% ciepła jakie generują kurtyny powietrzne przy otwartych drzwiach, pozostaje w pomieszczeniu. Dla rozpatrywanego obiektu koszt roczny ogrzewania wynosi około 48 tys. zł. Oszczędność uzyskana dzięki zastosowaniu kurtyny, po odjęciu kosztów eksploatacji urządzenia, wyniesie 14.841 zł. Z ekonomicznego punktu widzenia, zastosowanie kurtyn powietrznych pomoże zaoszczędzić ok. 30% (14.841 zł) rocznych kosztów ogrzewania. Dodatkowe wykorzystanie kurtyn w okresie letnim w obiektach klimatyzowanych, prowadzi do jeszcze szybszego okresu zwrotu dokonanej modernizacji, polegającej na wyposażeniu strefy drzwiowej w kurtynę powietrzną.

tyny, po odjęciu kosztów eksploatacji urządzenia, wyniesie 14.841 zł. Z ekonomicznego punktu widzenia, zastosowanie kurtyn powietrznych pomoże zaoszczędzić ok. 30% (14.841 zł) rocznych kosztów ogrzewania. Dodatkowe wykorzystanie kurtyn w okresie letnim w obiektach klimatyzowanych, prowadzi do jeszcze szybszego okresu zwrotu dokonanej modernizacji, polegającej na wyposażeniu strefy drzwiowej w kurtynę powietrzną.

Wojciech Lew Kiedrowski

Źródła:
Recknagel, Springer, Hönmann, Schramek „Poradnik Ogrzewanie i klimatyzacja” (EWFE-Wydanie 3 Wrocław 2008)
„VDI-Wärmeatlas”, Düsseldorf, 10., bearb. u. erw. Aufl., 2006, 1500 S. 980 Abb.
Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania (IGiPZ)
Materiały firmy VTS i VTS EUROHEAT

UDOSTĘPNIJ
Poprzedni artykułLimitowany Isuzu D-MAX 3.0 LS The ROCK
Następny artykułSEZON NA KISAN – nagradzamy najlepszych!!!

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here