MÀN KHÍ VÀ MÀN KHÍ NHIỆT

Màn khí hay màn khí nhiệt đặt tại cửa ra vào giúp giữ được sự thoải mái cho môi trường bên trong.
Màn khí hay màn khí nhiệt thổi khí được gia nhiệt (hay được hạ nhiệt trong mùa hè) dọc xuống lối ra vào và hạn chế sự xâm nhập của khí lạnh (hay khí nóng vào mùa hè) từ bên ngoài vào nhờ lực gió và đối lưu tự nhiên vào công trình

• Màn khí nhiệt hoạt động với khí được gia nhiệt (hay khí được hạ nhiệt)
• Màn khí họa động với khí không được gia nhiệt (hay hạ nhiệt)

Ứng dụng thực tiễn

• Các shop không có cửa ra vào cố định.
• Những lối vào của nhà xưởng
• Cửa ra vào của các công trình công cộng thường xuyên được mở

Thiết kế thực tế

• Gắn đứng – một hay cả hai phía của lối vào
• Gắn ngang – phía trên, dưới hay cả trên và dưới của lối vào

Lực tác động lên lối vào – như cửa vào nhà xưởng, siêu thị hay tương tự có thể được tóm gọn thành hai loại:

• Gió
• Đối lưu tự nhiên

Đối lưu tự nhiên phụ thuộc vào chiều cao của công trình (chiều cao rỗng  bên trong) và sự chênh lệch nhiệt độ của không khí trong và ngoài. Sự chênh áp do đối lưu ở lối vào công trình giữa nhiệt độ bên trong là 20⁰C, bên ngoài là 0⁰C và chiều cao công trình 10m là khoảng 10Pa. Với -20⁰C và chiều cao công trình khoảng 20m thì áp suất đối lưu gần bằng 40Pa.
Lực gió tác động lên lối vào tỉ lệ với khối lượng nhân với bình phương vận tốc. Áp suất tại 10 m/s (36 km/h, 22 mph, Gió vừa phải theo Beaufort) là 60Pa.
Vận tốc gió
Dòng khí thổi ra cửa có khả năng cản hiện tưởng đối lưu tự nhiên và lực gió. Sức gió của màn khí tuân theo công thức

• Khối lượng nhân với bình phương vận tốc

Màn khí thổi ra với vận tốc gấp hai lần có khả năng cản trở gấp bốn lần cùng lưu lượng khí       ấy.
Tổng quát vận tốc thổi không nên vượt quá

• Thổi từ trên > 5-15 m/s
• Thổi từ dưới > 2-5 m/s
• Thổi từ cạnh bên > 10-15 m/s

Chú ý rằng vận tốc thổi tối đa phụ thuộc vào vị trí miệng xả. Vận tốc thổi phải tăng nếu màn nhiệt được gắn cao hơn
Với nhà xưởng, siêu thị và các công trình tương tự với lối vào lên đến 2,5m, vận tốc không nên vượt quá 5-9 m/s. Các công trình công nghiệp vận tốc có thể vượt quá 35-40 m/s.
Lưu lượng khí
Lưu lượng cần thiết phụ thuộc vào nhiều biến số khác nhau và tính toán chính xác thường rất khó để thực hiện. Thường thì khoảng từ 2000-5000 m³/h khí trên mỗi m² lối vào là thông dụng nhất.
Chú ý: Với

• Nhiều gió
• Nhiệt độ ngoài trời thấp
• Công trình cao tầng

Có thể làm tăng gấp đôi giá trị
Dòng khí và khả năng chênh áp

Khả năng hoạt động của màn khí là độ chênh áp tối đa mà nó có thể chịu được. Áp suất sinh ra bởi dòng khí lưu của máy có thể mô tả như sau:

Trong đó
:  Độ chênh áp qua lối vào (Pa/m²)
q    : Lưu lượng khí qua miệng thổi (m³/s trên mỗi mét chiều rộng tường)
:    Góc thổi gió (thường nằm trong khoảng 20-30⁰)
b    : Chiều sâu của miệng thổi (m)
H  : Chiều cao của cửa ra vào
Vận tốc gió trung bình qua miệng thổi có thể được mô tả qua công thức
v = q/b
Trong đó
v : vận tốc trung bình (m/s)
Chú ý: Vận tốc gió trung bình được tính trên mỗi mét chiều rộng cửa ra vào. Vận tốc không nên vượt quá giá trị đã đề cập ở trên.
Tính toán màn khí
Chiều cao của cửa ra vào của siêu thị là 2,5m. Chiều sâu của miệng vào là 1m. Góc của dòng khí xuyên qua miệng vào là 25⁰ và dòng khí trên mỗi mét chiều rộng của cửa vào là 8 m³/s.
Lực chống lại hiện tượng khí lưu tự nhiên và lực gió có thể được tính như sau:
= 2,2 (8 m³/s)² sin(25) / 1 (2,5 m )^3/4
Vận tốc qua miệng thổi có thể được tính như sau
v= (8 m³/s) / (1 m)
= 8 m/s
Chỉnh sửa chế độ màn khí
Các lực được bù với các thông số của màn khí biến đổi theo nhiệt độ bên ngoài và vận tốc gió và vài thiết bị điều khiển sẽ điều chỉnh góc của dòng khí và lưu lượng

• Với nhiệt độ bên ngoài gần bằng nhiệt độ bên trong và gió nhẹ - dòng khí của máy sẽ được giảm tối đa và dòng khí được hướng thẳng vào lối đi
• Với nhiệt độ bên ngoài chêng lệch lớn với nhiệt độ bên trong – và gió nhiều – dòng khí của màn được tăng đối ta và dòng khí được hướng ra khỏi lối vào.

Bộ điều chỉnh hoạt động với một hay nhiều bộ truyền tín hiệu nhiệt được gắn như hình vẽ trên.
Nhiệt độ thổi ra (điều kiện mùa đông)
Nhiệt độ thổi ra của màn khí nên được giữ trong giới hạn nhất định. Với điều kiện thời tiết là mùa đông

• Những hệ thống nhỏ - Khoảng nhiệt độ 35 – 50 ⁰C (95 – 125 ⁰F)
• Những hệ thống lớn hơn – Khoảng nhiệt độ 25 – 35 ⁰C (80 – 95 ⁰F)
• Nhiệt độ hút vào – Khoảng nhiệt độ 5 – 15 ⁰C (40 – 60 ⁰F)

Theo ES magazine

Ho Thanh Danh