VTS: Walka o oszczędność energii - kurtyna powietrzna

Kurtyny powietrzne to urządzenia ograniczające zużycie energii potrzebnej do ogrzewania oraz klimatyzowania pomieszczeń.

Celem ich funkcjonowania jest wytworzenie bariery pomiędzy danym pomieszczeniem a jego otoczeniem lub pomiędzy strefami o różnych temperaturach, powodując odcięcie tych stref od siebie.

Kurtyny wspomagają dobrą izolacyjność ścian budynku, szczelność okien i drzwi.

Otwarcie przejść komunikacyjnych powoduje powstawanie infiltracji, przeciągów, a także dużych strat energii w budynku poprzez migrację zanieczyszczeń. Dzieje się tak nawet w momencie zastosowania dobrych materiałów izolacyjnych na ścianach obiektu oraz drzwi i okien o niskim współczynniku przenikania ciepła. Dochodzi do szybkiej i niekontrolowanej wymiany powietrza. Chcąc zminimalizować wymienione zjawiska, należy uniezależnić obie strefy od siebie za pomocą bariery. Skuteczną barierą jest kurtyna powietrzna, która jako element wykonawczy stosuje powietrze, będące jednocześnie przyczyną strat ciepła lub chłodu. Należy jednak pamiętać, że "kurtyna kurtynie nie równa".

 Aby uzyskać skuteczną barierę, należy w prawidłowy sposób dobrać urządzenie i jego parametry. Polega to na właściwej analizie prędkości wylotowej powietrza z kurtyny, a także prędkości możliwej do uzyskania przy podłożu dla danej wysokości zamontowanego urządzenia. Prędkości powietrza przy podłodze nie może osiagać wartości mniejszej niż 2 m/s dla dowolnej wysokości montażu.

Przy doborze odpowiedniej kurtyny istotnym zagadnieniem jest strumień powietrza, generowany przez kurtynę. Określane jest to jako wydatek urządzenia, charakteryzujący efektywność kurtyny powietrznej. Im wydatek będzie większy, tym dana kurtyna będzie skuteczniejsza, dzięki czemu będzie ją można dobrać do odpowiedniej wysokości otworu drzwiowego.

Kolejnym ważnym elementem jest wymiar kurtyny, a dokładniej jej długość. Szerokość wylotu strumienia powietrza z kurtyny powinna być szersza bądź równa szerokości otworu drzwiowego, jaki ma za zadanie skutecznie zabezpieczyć kurtyna.

Przypadek potwierdzający skuteczność i korzyści płynące z zastosowania kurtyn

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 4000m³, przez otwór drzwiowy o wymiarach 2x2,5 m dojdzie do wymiany powietrza w momencie ich otwarcia o wartości do 9 m³/s. Po zainstalowaniu kurtyny o długości 2m 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 tyś.m³ powietrza dziennie. Po zastosowaniu kurtyny powietrznej, ilość 7,2 m³/s zimnego powietrza zostanie zablokowana, (wydostanie się 22 tyś.m³ powietrza dziennie przy sprawności kurtyn powietrznych na poziomie 80%). Dokładne zyski i straty przedstawia poniższa tabela:

 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 tyś.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% (14.841zł) 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.

 Jedynym sposobem na skuteczne oszczędzanie energii w energooszczędnych obiektach o różnym przeznaczeniu jest zastosowanie odpowiednio dobranej kurtyny powietrznej, która charakteryzuje się dużym wydatkiem wentylatora, a także skutecznym zasięgiem strumienia. Dzisiejsze wymogi stawiane kurtynom powietrznym udało się rozwiązać firmie VTS EUROHEAT przez wprowadzenie kurtyn DEFENDER: WH (z wodnym wymiennikiem ciepła) i EH (z grzałkami elektrycznymi), które występują w trzech długościach tj. 1m, 1,5 m i 2 m. Możliwość łączenia modułowego kurtyn DEFENDER, zarówno w pionie i w poziomie, bez względu na rodzaj i długość urządzeń, czyni je najbardziej uniwersalnymi urządzeniami dostępnymi na rynku. Cały projekt nowego DEFENDERA to z jednej strony szereg przemyślanych rozwiązań technicznych, poprawiających funkcjonalność pracy, z drugiej – nowoczesna obudowa, do wykonania której wykorzystano innowacyjną metodę łączącą technologię wtrysku i wytłaczania tworzyw sztucznych, zaprojektowaną przez jedną z wiodących skandynawskich firm projektowych, specjalizujących się we wzornictwie przemysłowym.

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

Opracowanie redakcja, na podstawie tekstu autorstwa Wojciecha L. Kiedrowskiego.