DE1277878B - Einrichtung zum Abschirmen einer OEffnung zwischen Raeumen verschiedener Temperatur mittels Luftschleier - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Abschirmen einer Öffnung zwischen Räumen verschiedener Temperatur mittels Luftschleier Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abschirmen einer Öffnung zwischen Räumen verschiedener Temperatur mittels Luftschleier.
• Wird zwischen zwei Räumen verschiedener Temperatur, beispielsweise durch öffnen einer an die Außenluft angrenzenden Kühlraumtür, eine Verbindung hergestellt, so findet augenblicklich ein Luftaustausch zwischen beiden statt. Im oberen Teil der Öffnung strömt Luft aus dem wärmeren in den kälteren, im unteren Teil aus dem kälteren in den wärmeren Raum, während etwa in der Mitte der Öffnung keine Strömung stattfindet. Die aus- und einströmenden Luftmengen sind einander gleich, vorausgesetzt, daß keine weiteren Verbindungen zwischen beiden Räumen vorhanden sind. Sie sind experimentell bestimmbar, z. B., indem man die Luftgeschwindigkeit in verschiedenen Höhen oberhalb des Fußbodens mißt, sie in einem Diagramm aufträgt und ihren Mittelwert graphisch ermittelt. Für eine als reibungslos angenommene Strömung sind sie auch berechenbar.
• Die Luftströmungen bleiben konstant, solange die Temperaturen in beiden Räumen aufrechterhalten werden, was beispielsweise der Fall ist, wenn unter dem wärmeren Raum die Außenatmosphäre, unter dem kälteren Raum ein Kühlraum verstanden wird, dessen Kühleinrichtung ausreicht, die einströmende Warmluft augenblicklich auf die Raumtemperatur abzukühlen. Die durch die Öffnung je Zeiteinheit strömenden Luftmengen sind um so größer, je größer deren Querschnitt und Höhe und je größer der Temperaturunterschied zwischen beiden ist.
• Zur Vermeidung der dabei entstehenden Kälteverluste, die sehr groß werden können, ist die Abschirmung durch Luftschleier in verschiedenen Ausführungen bekannt. Beim geschlossenen Kreislauf wird der den Luftschleier bildende Luftstrom entweder in der Lotrechten oder quer zur Türöffnung umlaufen gelassen. Wegen der hohen Kosten dieses Verfahrens hat sich insbesondere zum Abschirmen von Kühlräumen der einfache Luftschleier weitgehend durchgesetzt, bei dem der Luftstrom meist von oben nach unten gerichtet ist und durch eine etwa in Höhe der oberen Türschwelle vor oder hinter dieser angeordnete Schlitzdüse senkrecht oder unter einem Winkel zur Türströmung als »Freistrahl« abströmt. Für diesen ist charakteristisch, daß er in zunehmendem Abstand von der Düse zunehmend größere Luftteile aus der Umgebung mitreißt und dadurch bei abnehmender Geschwindigkeit breiter wird.
• Die Abschirrnwirkung der bekannten, meist empirisch entwickelten Luftvorhänge ist bis heute nicht vollkommen, wie durch zahlreiche, nach verschiedenen Methoden vorgenommene Messungen erwiesen ist. Man hat die oft sehr unterschiedlichen Wirkungsgrade meistens auf die Eigenart der angewandten Verfahren zurückgeführt und daraus auf eine überlegenheit des einen gegenüber dem anderen geschlossen. Es liegt aber auf der Hand, daß das Verhältnis der an beiden sich kreuzenden Strömungen beteiligten Luftmengen auf die Abschirmwirkung von wesentlichem Einfluß sein muß. Ein schwacher Luftvorhang, auf den eine starke Türströmung trifft, muß leichter durchbrechen als ein kräftiger. Wenn man auch auf Grund praktischer Erfahrungen bei hohen Türöffnungen oder großen Temperaturunterschieden kräftigere Luftschleier vorsah, so blieb bisher unbekannt, ob es durch einen entsprechend kräftigeren Luftschleier überhaupt und unter welchen Bedingungen möglich ist, das Eindringen wärmerer Luft in den kälteren Raum und damit auch das Ausströmen kalter Luft aus diesem vollständig zu unterbinden. Unbekannt geblieben ist auch, wie groß bei vollständiger Abschirmung, falls diese möglich sein sollte, die im Luftvorhang zu fördernde Luftmenge im Verhältnis zu der durch die Öffnung strömenden Luftmenge mindestens sein muß.
• Alle bisherigen Versuche, auf experimentellem Wege zum Ziel zu gelangen, sind gescheitert, da die theoretischen Zusammenhänge nicht bekannt waren und die jeweils gewonnenen Ergebnisse nicht ohne weiteres auf geänderte Verhältnisse übertragen werden konnten. In der technischen Strömungslehre sind jedoch Verfahren entwickelt worden, deren Anwendung zum Ziel führt. Wenn man die beiden Strömungen durch mathematische Ausdrücke darstellt, so kann man mit Hilfe der sogenannten »Stromfunktion« von beiden ein Strömungsbild entwerfen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diejenige Luftmenge zu ermitteln, die nötig ist, um eine vollständige Abschirmung einer Öffnung zwischen benachbarten Räumen verschiedener Temperatur mittels eines Luftschleiers zu erzielen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das den Luftschleier erzeugende je Zeiteinheit durch die Ausströmdüse ausströmende Luftvolumen ein Drittel oder mehr desjenigen Luftvolumens beträgt, das bei fehlendem Luftschleier je Zeiteinheit aus der Türöffnung ausströmen würde.
• Auf der Zeichnung ist schematisch eine Abschirmung zwischen Räumen verschiedener Temperatur mittels eines Luftschleiers dargestellt. Dabei ist angenommen, daß sich rechts von der durch die obere Türschwelle d begrenzten Türöffnung a ein Kühlraum, links von der Türöffnung normale Außenluft befindet. Die Abschirmung, also das Verhindern eines Einbruchs wärmerer Außenluft in den Kühlraum, wird in bekannter Weise durch einen außerhalb des Kühlraumes oberhalb der Türschwelle d angebrachten Freistrahlluftschleier X in der Weise erzeugt, daß die durch einen Ventilator c angesaugte Außenluft durch eine über die Türbreite reichende Ausströmdüse f mit Ausströmschlitz e nach dem Boden zu abströmt. 7e nach den örtlichen Verhältnissen erhält die Düse f und damit der Luftschleier X einen optimalen Neigungswinkel a gegenüber dem Boden. Um die geforderte vollkommene Abschirmung der Türöffnung a mittels des Luftschleiers X zu gewährleisten, kommt es nach der Erfindung praktisch nur auf das richtige Mengenverhältnis der beiden an der Türöffnung a herrschenden Luftströmungen, nämlich Freistrahl und Türströmung, an. Dabei ist es auf. den Abschirmeffekt ohne wesentlichen Einfluß, ob beispielsweise die gleiche Luftmenge der Türströmung bei größerer Türhöhe und kleinerer Temperaturdifferenz oder bei kleinerer Türhöhe und größerer Temperaturdifferenz auftritt. In gewissen Grenzen ist auch ohne Einfluß, ob die den Luftschleier erzeugende Luftmenge durch eine höhere Austrittsgeschwindigkeit bei kleinerer Breite des Ausströmschlitzes e der Düse zustande kommt oder umgekehrt.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Einrichtung zum Abschirmen einer Öffnung zwischen Räumen verschiedener Lufttemperatur mittels Luftschleier, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das den Luftschleier (X) erzeugende je Zeiteinheit durch die Ausströmdüse (n ausströmende Luftvolumen ein Drittel oder mehr desjenigen Luftvolumens beträgt, das bei fehlendem Luftschleier je Zeiteinheit aus der Türöffnung (a) ausströmen würde. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 962 436.