Принцип работы тепловой завесы
Принцип работы тепловой завесы основан на динамическом разделении двух различных сред, граничащих друг с другом через определенные проемы. Это достигается созданием плоской струи воздуха, разделяющей эти среды. Такие проемы могут быть входами в здания, выездами из транспортных средств или технологическими проходами между помещениями производства и торговли. Иногда воздушные завесы устанавливаются внутри помещений, чтобы ограничить зоны с разной обстановкой.
Цель тепловых завес - разделить среды с разными характеристиками, будь то температура, влажность, содержание пыли, запахов или насекомых. Для выравнивания этих характеристик используется закон диффузии, но температурное выравнивание определяется гравитационными силами, не прямо пропорциональными высоте проема.
Однако эффективность воздушных завес ограничена. Они могут замедлить выравнивание характеристик среды, но не могут полностью предотвратить перенос вещества через проемы. При избыточной скорости воздушного потока воздушная завеса может ускорить выравнивание характеристик сред.
Реальные воздушные завесы обычно не способны разделить среды полностью и имеют эффективность не более 70-75%, из-за турбулентности потоков. Однако теоретически, при определенных условиях, ламинарный поток может достичь 100% эффективности в разделении сред.
Тепловые завесы могут располагаться горизонтально над проемом, вертикально с одной или двух сторон, а также в комбинированных вариантах. Они могут использоваться для создания дополнительной защиты проемов, например, в тамбурах с двух сторон. Также существуют тепловые завесы с подогревом воздушного потока для повышения комфорта. Комбинированные системы могут объединять воздушные завесы без подогрева и тепловые завесы для различных целей защиты проемов.
Тепловая завеса состоит из нескольких ключевых компонентов, различие между устройством воздушной завесы и тепловой завесы связано с наличием нагревательного элемента в последней. Основные элементы включают:
1. **Вентилятор:** Может быть тангенциальным или осевым. Для небольших проемов чаще используются компактные тангенциальные вентиляторы, в то время как промышленные завесы могут использовать более мощные осевые вентиляторы для защиты более высоких проемов.
2. **Двигатели:** Отличаются по мощности, чем выше мощность, тем больше воздуха прокачивает завеса и защищает более высокие и широкие проемы.
3. **Корпус:** Обычно изготавливается из металла или пластика.
4. **Средства управления:** Могут быть размещены на корпусе завесы или иметь отдельный пульт управления, проводной или беспроводной.
Тепловая завеса отличается добавлением нагревательного элемента, такого как электрический ТЭН или водяной теплообменник. Воздушные завесы предназначены для отсекания холодного воздуха снаружи и предотвращения его проникновения в помещение. Однако тепловая завеса, помимо этой функции, также подогревает воздух, что делает ее более эффективной в сохранении тепла в помещении.
Также конструкция тепловой завесы может меняться в зависимости от размещения нагревательных элементов — это может повысить эффективность отсекания воздуха или усилить его нагрев.
Тепловые завесы могут быть электрическими или водяными по способу нагрева. В первом случае практически всё электричество используется для нагрева воздуха, в то время как водяные завесы имеют значительно большую мощность для нагрева воздуха, превышающую электрическую мощность, используемую для создания воздушного потока.
Эффективность создания воздушного потока зависит от преобразования электрической мощности, получаемой из сети, в мощность движения потока. Электродвигатель и вентилятор не могут полностью преобразовать всю электроэнергию в энергию вращения вала, часть теряется на нагрев. Эффективность двигателей и вентиляторов определяется их типами, и их общий КПД определяется их произведением. Например, при КПД мотора 0,6 и вентилятора 0,4, КПД преобразования мощности может быть равен 0,24. Это означает, что на каждый киловатт мощности, взятый из сети, приходится 240 Вт мощности упорядоченного движения воздуха в потоке тепловой завесы.
