Tìm hiểu quạt gió chắn nhiệt thoát cửa trong phòng lạnh

Quạt gió chắn nhiệt là một thiết bị ngày càng phổ biến trong các không gian cần duy trì nhiệt độ ổn định như phòng lạnh, kho lạnh giúp ngăn chặn sự thất thoát nhiệt ra bên ngoài và ngăn cản bụi bẩn, côn trùng xâm nhập vào trong.

Nguyên lý hoạt động

Hạn chế nhiệt vào phòng lạnh khi mở cửa bằng cách dùng quạt gió chắn nhiệt. Theo thiết kế có thể hạn chế được 80% lượng nhiệt vào phòng lạnh qua cửa mở.

Khi cửa mở, dòng nhiệt của không khí nóng vào phần trên của diện tích cửa, đồng thời dòng không khí lạnh từ phòng ra qua phần dưới của cửa.

Phân bố vận tốc của dòng không khí lạnh ra cửa có thể theo phương trình:

với

Và 

• p – tỷ trọng của không khí nóng, không khí lạnh.
• H – chiều cao của cửa, m.
• X_o – chiều cao biến thiên của dòng không khí kể từ nền.

Tương tự như vậy, dòng không khí nóng đi vào phòng lạnh tính theo:

Vận tốc lớn nhất ở sát nền và ở phần trên cùng của cửa:

Dựa vào phương trình này để thiết kế quạt gió chắn nhiệt ở cửa. Quan trọng nhất là tìm tốc độ tối thích cho quạt gió chắn nhiệt. 

Nếu chọn dòng không khí thổi yếu hơn thì dòng không khí nóng sẽ ập vào phòng lạnh; còn nếu tốc độ quạt gió chắn nhiệt lớn hơn tốc độ tối thích thì sẽ sinh ra cuốn rối không khí nên hiệu suất của quạt gió chắn nhiệt cũng giảm xuống.

Gió và khe hở ảnh hưởng nhiều tới hiệu suất của quạt gió chắn nhiệt. Khi thiết kế quạt gió chắn nhiệt kiểu thổi ngang thì có thể chia dòng không khí ra ba phân dòng: phân dòng trên với góc nghiêng 10 – 25° thổi ra ngược với dòng khí nóng tràn vào phòng; phân dòng dưới ngược với dòng khí lạnh từ phòng ra; phân dòng giữa thối song song với cửa vào. 

Không khí được quạt gió 1 hút và đưa vào hai cột áp lực đứng 2. Ở các cửa ra 3 của cột áp lực tạo thành màng không khí chắn nhiệt mà lượng không khí thổi ra nhiều nhất ở phần trên cửa và phần dưới của cửa. Bộ phận hướng dòng 5 ở phía trên sẽ hướng dòng màng không khí vào phía nóng; còn bộ phận hướng dòng 4 ở phía dưới sẽ tạo màng không khí ở nửa dưới của cửa, hướng về phía phòng lạnh với góc nghiêng 10 – 15°.

1. Quạt gió; 2. Ống dẫn không khí nén; 3. Khe thổi không khi thành màng; 4, 5. Cánh cửa

Ưu, nhược điểm của quạt gió chắn nhiệt

Ưu điểm:

• Tiết kiệm năng lượng: Giảm thiểu tổn thất nhiệt qua cửa, giúp phòng lạnh hoạt động hiệu quả hơn, từ đó tiết kiệm điện năng tiêu thụ.
• Tăng hiệu quả làm lạnh: Tạo ra một lớp màng không khí ngăn cách giữa không gian bên trong và bên ngoài, giúp duy trì nhiệt độ ổn định.
• Ngăn chặn bụi bẩn, côn trùng: Giảm thiểu sự xâm nhập của bụi bẩn, côn trùng và các tác nhân ô nhiễm khác vào không gian làm lạnh.
• Tăng tính thẩm mỹ: Nhiều mẫu mã thiết kế hiện đại, phù hợp với nhiều không gian khác nhau.
• An toàn: Hoạt động êm ái, không gây tiếng ồn lớn, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
• Linh hoạt: Có thể lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau như cửa ra vào, cửa sổ, tùy theo nhu cầu sử dụng.

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: So với các giải pháp khác, quạt gió chắn nhiệt có giá thành cao hơn.
• Tiêu thụ điện năng: Mặc dù giúp tiết kiệm điện năng cho phòng lạnh nhưng quạt gió chắn nhiệt vẫn tiêu thụ một lượng điện nhất định.
• Cần bảo trì định kỳ: Để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả, quạt gió chắn nhiệt cần được vệ sinh và bảo trì định kỳ.
• Kích thước lớn: Một số loại quạt có kích thước lớn, có thể chiếm nhiều không gian lắp đặt.
• Không phù hợp với mọi không gian: Quạt gió chắn nhiệt thường phù hợp với các không gian có cửa ra vào lớn, thường xuyên mở cửa.