Применение воздушно-тепловых завес предполагает значительное снижение тепловых потерь в общественных и промышленных зданиях и сооружениях. В случае правильного подбора характеристик завесы в соответствии с температурно-климатическими, геометрическими и аэрационными характеристиками защищаемого завесой проема значение температуры смеси воздуха tс, проникающего через проем при работе завесы должно быть не ниже заданного при проектировании.
Такую оценку шиберирующих свойств завесы, предложенную В.М. Эльтерманом [1], можно считать общепринятой. В настоящее время в подавляющем большинстве случаев применения воздушных завес используются завесы полной заводской готовности. Практически все производители рекомендуют при подборе завес по шиберирующим свойствам использовать результаты расчета воздушно-тепловых завес по существующим методикам. Стандартизированного «де юре» и «де факто» метода расчета не существует.
Некоторые производители приводят рекомендации по упрощенному подбору выпускаемых ими завес. У каждого производителя метод такого подбора свой. В зависимости от методологии подбора производитель либо рекомендует конкретную модель, либо потребитель производит предварительный расчет параметров завесы, а затем подбирает модель с наиболее близкими параметрами. При таком сопоставлении возникает вопрос о допустимом отклонении реальных характеристик от предварительно рассчитанных.
Для принятия решения о пригодности той или иной модели завесы необходим поверочный расчет — возможность рассчитать, по меньшей мере, температуру потока воздуха tс, проникающего через проем в помещение при работающей завесе для заданных климатических условий и характеристик помещения. Практически все опубликованные в настоящее время методы расчета воздушных завес не позволяют произвести поверочный расчет.
В результате у потребителя нет возможности оценить пригодность предлагаемой производителем модели завесы заданным условиям и предъявить обоснованную претензию поставщику в случае явного несоответствия. Конечно, наиболее точным методом проверки правильности подбора является сопоставление с натурным экспериментом. Однако, стоимость и методические сложности такого эксперимента (например, определение среднего значения температуры воздуха поступающего в проем при работе завесы) делают такой метод оценки редко применимым.
Аналитическая оценка правильности подбора наиболее привлекательна. Поскольку не существует, общепризнанного метода поверочного расчета воздушных завес — эталонного метода, аналитическая оценка достоверности любого предложенного метода должна базироваться на общепризнанных экспериментальных данных и теоретических положениях. Для этого предлагается оценивать правильность подбора оценкой удовлетворения характеристикой подобранной завесы поставленным условиям и уравнениям В.М. Эльтермана [1].
В результате подбора завесы, выполненного любым методом при заданных значениях: высоты, ширины и площади проема H, B, Fпр = HB, [м] и [м2], соответственно; перепада давления на проеме ΔP [Па]; температур воздуха снаружи и на выходе из завесы tн и t0 [°C]; температуры смеси воздуха tс [°C], поступающего в проем; определяются значения; расхода воздуха выходящего из завесы Gз [м3/ч]; проходное сечение щели завесы Fщ [м2]; угла выхода струи воздуха из завесы относительно плоскости проема α. За основу принимаем, что вне зависимости от метода расчета эти значения должны удовлетворять формулам В.М. Эльтермана [1]. Расход завесы:
Gз = 5100Fпрqμ(ΔP/ρc)0,5, (1)
и температура смеси воздуха, поступающего в проем:
tс = tн + (t0 – tн)q(1 – dQ), (2)
где ρc — плотность смеси воздуха, поступающего в проем; μ — коэффициент расхода проема при работе завесы; q — отношение расхода воздуха Gз, подаваемого завесой, к расходу воздуха Gпр, проходящего через проем; dQ = ΔQ/Qз, где ΔQ — теплопотери струи завесы, а величина Qз = Gз(t0 – tн). Причем значения параметров q, μ и dQ должны соответствовать с необходимой точностью экспериментальным данным В.М. Эльтермана [1]. Экспериментальные данные представлены в виде графических или табличных зависимостей:
μ = f (q; Fщ/Fпр; sinα), (3)
dQ = f (q; Fщ/Fпр). (4)
Решая совместно уравнения (1)–(4), находим значения неизвестных (способ решения оставим за рамками данной статьи). Подставив q и μ в (1), находим значение Gз. Сопоставив найденное значение, с величиной расхода воздуха подобранной завесы, оцениваем величину отклонения и приемлемость ее параметров. Учитывая рассеяние экспериментальных данных, считаем допустимым отклонение величиной ± 20 %.
Используя изложенное, разработана программа TEST, размещенная на сайте ventraschet.ru и по адресу forum.abok.ru. При использовании программы, также как при расчете и подборе, исходными данными являются характеристики проема, задаваемые заказчиком, и характеристики завесы в соответствии с рекомендациями производителя или его торгового представителя. Отсутствие в измеряемых параметрах при верификации угла выхода струи из завесы несколько осложнит идентификацию параметров выбранной завесы.
Например, один наиболее крупных российских производителей воздушных завес в своих рекомендациях по подбору завес при различных климатических условиях приводит конкретные модели завес с указанием угла выхода воздушной струи относительно плоскости проема. Однако в конструкции завес этого производителя и большинства других отсутствуют подвижные элементы выходного сопла, обеспечивающие требуемый угол.
И в указаниях по установке завес отсутствуют рекомендации об обеспечении требуемого угла. Вероятно, в процессе пользования программой TEST выявятся еще подобные неясности. Но это позволит улучшить информационную базу характеристик завес и повысит точность их подбора.
