Luftridå: Tekniken bakom

Det är välkänt att luft mellan två öppna ytor med olika miljöförhållanden förflyttar sig mellan miljöerna för att fysikens lagar tenderar att jämna ut temperaturs- och tryckskillnader.

Luftflöde mellan två öppna ytor sker mer eller mindre baserat på följande tre saker:

• Temperatursskillnad: Det är den naturliga konvektionseffekten som skapar ett utbyte av luft mellan två områden med skillnader i temperatur. Varm luft förflyttas genom toppen av öppningen och blir ersatt av kall luft som kommer in genom botten. Ju större skillnad i temperatur, ju större luftflöde och energiförlust blir det. 
• Tryckskillnad: Det är generellt sett rekommenderat att jämna ut trycket så mycket som möjliget eftersom det påverkar prestandan av luftridån. Det finns dock vissa tillfällen där man vill ha en liten skillnad i tryck, t.ex. i sterila miljöer, för att förhindra att partiklar från utsidan tränger in.
• Vind, stapeleffekt och vindbyar: Genom att ändra på styrkan för luftströmmen och på utblåsventilens vinkel, kan man anpassa luftridån för att bekämpa naturliga luftrörelser som vind eller vindbyar. Om hastigheten på dessa naturliga strömmar blir för höga, kommer dock luftridån att tappa effektivitet.

Nedan finns en schematisk representation av huvudparametrarna som påverkar en luftridås prestanda. Bilden kommer från UPC (universitat politecnica de catalunya).

En luftridås effektivitet beror på optimeringen av nedan nämnda faktorer.

h = Strömmens effektiva bredd α = utblåsvinkel U0 = utblåshastighet θ = vinkel av negativ påverkan H = öppningshöjd P1 = tryck utomhus P2 =tryck inomhus

De viktigaste faktorerna här är:

Turbulens: Motor med låg turbulens är mer effektivt och sparar energi
Lufthastighet: Man behöver en luftström med tillräckligt hög hastighet över ingången.
Luftvolym: En bredare luftström gör luftridån effektivare på att motarbeta luftströmmar utifrån.
Utblåsvinkel: I ett scenario där vinkeln är korrekt implementerad kommer man att spara energi.
Fläkttyp: axial, tangentjul, centrifugal, etc. Högtrycksfläktar skapar en starkare luftström med längre räckvidd. Jämför man en luftridå med en tangentfläkt mot en fläkt med centrifugalfläkt (med samma volym) kommer luftströmmen med centrifugalfläktar att vara starkare och större.

UPC's studier på luftridåer har bevisat att turbulens är en av de viktigaste parametrarna när det gäller räckvidden av luftströmmen.

Nedan finns ett schema från UPC gällande upförandet av turbulens:

Optimerad utformning av utblåset, där position och fläkttyp, formen av lamellerna etc. påverkar luftströmsprestandan substantiellt.

Utblåsvinkelns effekt på en luftridå

Tester och universitetsstudier har bevisat att utblåsets vinkel påverkar substantiellt luftridåns effektivitet.

När faktorer som vind, temperatur eller tryckskillnader påverkar luftförflyttningar från utomhus till inomhus kan vi rikta luftströmmen mot utomhusingången till en viss grad. På det sättet kommer luftströmmen hjälpa till att hålla luften ute. Riktningen av luftströmmen kommer att bli parabolisk och i slutändan kommer den att nå golvet vid dörren. Om vi inte kan ändra på utblåsets vinkel kommer strömmen att bli tryckt innåt av externa luftkrafter.

Kraftparallelogramteorin förklarar hur de olika krafterna uppför sig vid ingången. De följande diagrammen demonstrerar skillnaden mellan en luftridå som har fasta lameller jämfört med en luftridå som går att anpassa.

^{En luftridå med fasta lameller är mindre energieffektivt(1)}

^{En luftridå med anpasssningsbara lameller är mer energieffektivt(2)} 

⁽¹⁾ Den första, som har fixade ventiler, får en luftström från luftridån som trycks inåt av krafterna utifrån. Detta tillåter luft utomhus att tränga in.

⁽²⁾ Den andra, som har justerbara ventiler, får en luftström som är riktad mot ingången. Detta ger som resultat att de sammanlagda krafterna riktas rakt ner mot golvet. Det innebär att luft utrifrån inte kan ta sig in och luft inomhus inte kommer ut. Det innebär också att temperatuen inomhus förblir oförändrad.