Kurtyny powietrzne w zakładach przemysłowych

Pod wpływem sił grawitacyjnych i wiatru w chłodnej porze roku przez otwarte lub często otwierane bramy i drzwi przenika do pomieszczeń duża ilość zimnego powietrza. Powoduje to znaczne oziębianie pomieszczeń i powstawanie przeciągów. Zadaniem kurtyny powietrznej jest niedopuszczenie do wyziębienia pomieszczenia i strat energii. W przypadku chłodni i mroźni istotne jest zabezpieczenie składowanych produktów przed oblodzeniem oraz zmniejszenie napływu powietrza z holu załadunkowego. Jednocześnie wjazd i wyjazd z chłodzonego obiektu nie może być utrudniony i zastosowane urządzenia nie mogą blokować dostępu do przechowywanych produktów.

Niektórzy producenci kurtyn powietrznych oferują specjalne rozwiązania dla chłodni składowych. Wybranie z katalogu producenta pierwszej lepszej kurtyny na pewno nie zagwarantuje sukcesu. Projektant musi dokładnie wiedzieć, jakiego rozwiązania szuka dla danego obiektu.

Obliczanie kurtyn

Kurtyny powietrzne można zróżnicować według rodzaju strugi [1], poprzez określenie:  s – całkowitej  szerokości szczeliny dyszy nawiewnej i H – wysokości otworu drzwiowego:

• kurtyny z wąskimi szczelinami dysz nawiewnych (s/H < 0,1),
• kurtyny z szerokimi szczelinami dysz nawiewnych (0,1 < s/H < 0,5),
• kurtyny z podwójną strugą (przedzielona dysza z oddzielnym zasilaniem zewnętrznej i wewnętrznej części strug powietrza, s/H = 2×0,15).

Masowe stosowanie kurtyn w centrach handlowych i związana z tym możliwość obserwacji ich działania w różnych warunkach pozwala uniknąć poważniejszych błędów przy doborze. Jednak inaczej wygląda sytuacja w przypadku obiektów przemysłowych, gdyż prawie każdy projektowany obiekt jest tu nietypowy. Dlatego należy bardzo dokładnie ustalić warunki, w jakich kurtyna powietrzna będzie pracowała [2]. W halach przemysłowych stosuje się często kurtyny bez podgrzewu powietrza.

W budynkach o dużym natężeniu ruchu temperatura powietrza nawiewanego powinna wynosić od 20 do 30°C. Przy s/H < 0,3 konieczne jest jednak podgrzewanie powietrza. Temperatura powietrza nawiewanego powinna być tym wyższa, im mniejsza jest szerokość szczelin. Czasami moce grzewcze mogą dochodzić nawet do 80 kW na 1 m szerokości drzwi [1]. Tam, gdzie oddziaływanie wiatru jest małe, można stosować pionowy nawiew powietrza, od dołu do góry. W takim przypadku nawiewne kraty podłogowe powinny mieć maksymalną szerokość 0,5 H i małą prędkość nawiewu powietrza, do 1 m/s. Skośne ustawienie krat nawiewnych na zewnątrz i podgrzanie powietrza nawiewanego do ok. 30°C zapobiega napływowi powietrza zimnego.

Kurtyny współpracujące z odciągami miejscowymi

W wielu zakładach przemysłowych na stanowiskach pracy powstają zanieczyszczenia, które trzeba usunąć, by nie rozprzestrzeniały się po hali – w tym celu stosuje się odciągi miejscowe. Jeżeli usuwane powietrze będzie uzupełniane za pomocą kurtyny powietrzna, skuteczność takiego miejscowego odciągu zostanie wzmocniona. Zasłony powietrzne stosowane są nad wannami oraz jako ochrona ssawek umieszczonych na zewnątrz źródła powstawania zanieczyszczeń. Jednocześnie chronią one przed zakłócającym działaniem poprzecznych prądów powietrznych, które mogą powstawać w hali produkcyjnej.

Jeżeli projektant ma zaprojektować ssawki i chce wzmocnić ich działanie kurtyną, musi znać powierzchnię poprzecznego przekroju strumienia powietrza dopływającego do tych ssawek. Można ją ustalić w oparciu o kąt rozwarcia i stożka strumienia powietrznego. Przy praktycznych obliczeniach zaleca się przyjmowanie następujących kątów rozwarcia:

• dla strumieni swobodnych wypływających z otworów okrągłych i kwadratowych 2α = 18° (α = 9°);
• dla strumieni swobodnych wypływających ze szczeliny 2α = 30° (α = 15°). 

Przy strumieniach wypływających ze szczeliny należy mieć na uwadze, że w miarę oddalenia się od wylotu przyjmują one przekrój kołowy. Przy stosowaniu tego rodzaju strumieni jako zasłon podany kąt jest miarodajny dla strefy drugiej, której zasięg ≤ 6 l, gdzie l jest długością szczeliny.
Kurtyny powietrzne znajdują zastosowanie jako osłony dla ssawek umieszczonych na zewnątrz źródła powstawania zanieczyszczeń. Będą one chroniły strefę działania ssawki przed zakłóceniami spowodowanymi poziomymi prądami powietrza występującymi wewnątrz pomieszczenia.
Warto jednak pamiętać, że nie w każdym przypadku zastosowanie kurtyny powietrznej będzie rozwiązaniem najlepszym. Strumień powietrza, który stanowi zasłonę nad zbiornikiem (wanną) lub innymi źródłami zanieczyszczeń, będzie silnie zanieczyszczony wskutek zasysania dużej ilości powietrza wtórnego. Wszelkie przedmioty znajdujące się na drodze strumienia mogą spowodować jego rozbicie, a tym samym wyrzucanie zanieczyszczonego powietrza do otoczenia.

Zadaniem kurtyn powietrznych jest neutralizowanie ujemnych efektów poprzecznych ruchów powietrza i nie powinny mieć one żadnego wpływu na strumień wytworzony działaniem ssawki, gdyż zakłócałby on jej pracę i zmniejszał skuteczność.
W zakładzie przemysłowym kurtyny powinny być tak usytuowane, by nie występowało zjawisko mieszania się powietrza kurtyny z powietrzem zanieczyszczonym.

Wnioski

Kurtyny powietrzne wspomagające ochronę stanowisk pracy w zakładach przemysłowych stosuje się najczęściej wtedy, gdy ze względów technologicznych niemożliwe jest zastosowanie stałych osłon. Przewód z dyszami nawiewnymi powinien być tak usytuowany w stosunku do ssawki, by przy maksymalnym kącie rozwarcia strumienia powietrza nawiewanego nie występowała kolizja ze strumieniem zanieczyszczonego powietrza dążącego do ssawki.

Literatura

1. Recknagel H., Sprenger E., Schramek E.-R., Ogrzewnictwo, klimatyzacja, ciepła woda, chłodnictwo. Kompendium wiedzy, OmniScala 2008.
2. Malicki M., Wentylacja przemysłowa, Arkady 1967.
3. Dutkowiak M., Skuteczność kurtyn powietrznych, „Rynek Instalacyjny” nr 4/2008.
4. Zajączkowski J., Odpylanie w przemyśle, Arkady 1964.