PL225716B1 - Sposób utworzenia dynamicznej bariery cieplnej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób utworzenia dynamicznej bariery cieplnej.

Na otwartej dla swobodnego przejścia granicy dwóch obszarów o różnych temperaturach dochodzi do bardzo szybkiego wychładzania obszaru cieplejszego przez powietrze napływające z obszaru zimniejszego. Przykładem mogą tu być wejścia do sklepów, dworców, kościołów, metra, tuneli oraz wielu innych miejsc użyteczności publicznej, szczególnie zimą, gdy różnica temperatur na dworze oraz wewnątrz budynków może dochodzić do kilkudziesięciu stopni. Obecnie instalowane na granicy tych obszarów systemy grzewcze zazwyczaj ogrzewają i tłoczą podgrzane powietrze.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu utworzenia dynamicznej bariery cieplnej bez ogrzewania powietrza.

Sposób utworzenia dynamicznej bariery cieplnej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że napływający dołem do ciepłej przestrzeni strumień zimnych gazów zasysa się przez dolne otwory (D) i boczne niższe otwory (N) przy użyciu mechanicznych pomp lub wentylatorów, nadając mu ruch wirowy, a następnie kieruje się go z powrotem na zewnątrz, przy czym przepływ strumienia zimnych gazów zasadniczo przebiega wzdłuż linii w postaci pętli, natomiast odpływający górą do zimniejszej przestrzeni strumień ciepłych gazów zasysa się przez górne otwory (G) i boczne wyższe otwory (W) przy użyciu mechanicznych pomp lub wentylatorów, nadając mu ruch wirowy o tym samym kierunku wirowania jak dla zimnych garów, a następnie kieruje się go z powrotem do wewnątrz, przy czym przepływ strumienia ciepłych gazów zasadniczo przebiega wzdłuż linii w postaci pętli.

Wspomniany wyżej ten sam kierunek wirowania obu strumieni, zimnego i ciepłego, co jest przedstawione na rysunku, powoduje, że gazy z tych strumieni w obszarze kontaktowym napływają na siebie przeciwbieżnie. Ta cecha ma kluczowe znaczenie dla utworzenia bariery cieplnej, ponieważ w przeciwnym przypadku, tzn. przy przeciwnych kierunkach wirowania i zatem współbieżnym napływie gazów w obszarze kontaktowym, na skutek indukcji ciepłych gazów znajdujących się obok zawirowanych gazów mogłoby wystąpić niepożądane wysysanie tych cieplejszych gazów na zewnątrz.

Dynamiczna bariera cieplna pozwala na rezygnację z ogrzewania jako głównego składnika utrzymywania temperatury w wydzielonych obszarach, a tłoczenie gazów (powietrza) wykonywane jest w sposób ściśle określony, tak aby jedynie kosztem tłoczenia osiągnąć zahamowanie napływu gazów zimnych i odpływu gazów ciepłych przy całkowicie otwartym przejściu, pozwalającym na swobodne przemieszczenie się w obie strony.

Przykładowa dynamiczna bariera cieplna uzyskana sposobem według wynalazku jest przedstawiona na rysunku.

W konkretnej instalacji można korzystać w otworów z grupy dolnej: D, N czy D+N oraz niezależnie z otworów z grupy górnej: G, W czy G+W. Natomiast do napędzania pomp tłoczących gazy może służyć energia elektryczna, energia mięśni lub wody. Samo otwieranie drzwi może dodatkowo wprawiać w ruch wentylatory i zmniejszać straty ciepła.

Biorąc pod uwagę pracę dmuchawy o mocy 0,55 [kW] i wydajności 100 [m /h], która musi zasy₃ sać i przyspieszać strumień, czyli w skrajnie niekorzystnych założeniach realnych, przetłoczenie 1 [m ] ₃ w 20 [s] kosztuje 0,1 [gr]. Natomiast ogrzanie 1 [m ] o 18 stopni przy 100% sprawności grzałek kosztuje 0,2 [gr] i nie uwzględnia pracującej dodatkowo dmuchawy. Samo podtrzymanie krążenia w zapętlonym strumieniu może kosztować pomiędzy 0,01 a 0,001 [gr]. Za pomocą wydatkowania jedynie nie33 wielkiej energii (dla powietrza 24 [J/m ], a nawet mniej, ponieważ masę powietrza (około 1,2 kg/m ) przesuwamy w poziomie i działamy tylko przeciwko sile tarcia i turbulencjom, zapętlając w miarę możliwości strumień) oszczędzamy dużo na podgrzewaniu (w przypadku powietrza 1.000 [J] o jeden stopień, 10.000 [J] o 10 stopni, a nawet 40,000 [J] dla nierzadko występującej w naszej szerokości geograficznej różnicy 40 stopni).

Claims (1)

1. Sposób utworzenia dynamicznej bariery cieplnej, znamienny tym, że napływający dołem do ciepłej przestrzeni strumień zimnych gazów zasysa się przez dolne otwory (D) i boczne niższe otwory (N) przy użyciu mechanicznych pomp lub wentylatorów, nadając mu ruch wirowy, a następnie kieruje się go z powrotem na zewnątrz, przy czym przepływ strumienia zimnych gazów zasadniczo przebiega wzdłuż linii w postaci pętli, natomiast odpływający górą do zimniejszej przestrzeni strumień

   PL 225 716 B1 ciepłych gazów zasysa się przez górne otwory (G) i boczne wyższe otwory (W) przy użyciu mechanicznych pomp lub wentylatorów, nadając mu ruch wirowy o tym samym kierunku wirowania jak dla zimnych gazów, a następnie kieruje się go z powrotem do wewnątrz, przy czym przepływ strumienia ciepłych gazów zasadniczo przebiega wzdłuż linii w postaci pętli.