エアドア

エアドアまたはエアカーテンは、空気、汚染物質、または飛翔昆虫が 1 つのオープンスペースから別のオープンスペースに移動するのを防ぐために使用される装置です。最も一般的な実装は、建物の入口の上、または異なる温度に調整された 2 つのスペース間の開口部の上に取り付けられた下向きの送風ファンです。

北米では、エアドアの一般的な用語は「エアカーテン」です。アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE) は、エアドアを次のように定義しています。「最も単純な用途では、エアカーテンは、空調された空間の出入り口を横切って循環する連続した広い空気の流れです。入口全体に空気の流れを強制することで、昆虫や空調されていない空気が空調された空間に侵入するのを防ぎます。空気の流れの層は、カーテンを貫通しようとする空気が巻き込まれるような速度と角度で動きます。入口からの侵入を防ぐエアカーテンの有効性は、通常 60 ～ 80% です。」^[1]

空気移動制御協会(AMCA)は、エアカーテンを次のように定義しています。「開口部の高さと幅全体に移動する方向制御された気流で、開口部の片側から反対側への空気の侵入や移動を減らし、飛翔する昆虫、ほこり、または破片の通過を阻止します。」

エアドアは、荷積み場や車両の出入り口など、作業上ドアを開けておく必要がある場所でよく使用されます。エアドアは、強力な乱気流を発生させて飛翔昆虫の侵入を防いだり、外気を遮断して開口部からの浸入を減らしたりするために使用できます。エアドアで加熱された暖かい空気を混ぜることで、冷たい隙間風を防ぐことができます。加熱エアドアは、寒冷な気候で空間に補助的な暖房が必要な場合や、開口部内の風による冷え込みを軽減する場合によく使用されます。^[2]

その他の用途としては、顧客用出入口、飛行機格納庫、貨物用ドア、ドライブスルー窓、レストランのドア、貨物受取ドアなどがあります。非加熱エアカーテンは、冷蔵室や冷蔵室と組み合わせて使用​​されることがよくあります。

エアドアには、空気を加熱するためのヒーターを装備することも、装備しないこともできます。ファンは、床に届く空気の噴流を生成できるほど強力でなければなりません。科学文献には、エアカーテンで得られる密閉効率を予測するための分析方法を提示する研究がいくつかあります。^[3]

病院の手術室では、ウイルスに汚染された空気から患者を守るためにエアカーテンが使用されている。^[4] COVID-19パンデミックを受けて、病棟などの密閉されたエリアでのウイルス拡散を防ぐためにエアカーテンを使用する研究グループが存在している。これらには、香港理工大学で開発されたパーソナライズエアカーテン^[5]や名古屋大学で開発されたデスクトップ型エアカーテンシステム（DACS）などがある。^[6]このような装置は、エアカーテンを使用してコロナウイルスなどの空気中のウイルスから医療従事者を守ることを目的としている。

ドアを通る空気の流れは、風の力、温度差（対流）、圧力差によって決まります。エアドアは、建物の内外の圧力差が可能な限り中立に近い場合に最もよく機能します。負圧、極端な温度差、エレベーターが近くにある、または極端な湿度があると、エアドアの有効性が低下する可能性があります。

ドアを開けた状態で建物内に空調された空気を閉じ込める最も効果的なエアドアは、開口部でトップダウンの流れによって生成される高い面速度と、再循環空気プレナムとダクトリターンによる空気回収を備え、ソースファンに戻ります。この構成は新築には適していますが、既存の建物に実装するのは困難です。エアドアは外部の風速が低い場合に最も効果的です。風速が高いと、空気の混合率が上がり、面の流れ全体に占める外気の割合が増加します。風がまったくない理想的な状況では、エアドアの有効性は最大になりますが、風の強い場所ではエアドアは完全な密閉を実現できません。それでも、開口部からの浸入量を減らすためによく使用されます。

工業用途では、騒音や乱気流が発生する可能性があるにもかかわらず、高い面速度は許容されます。店舗の入り口などの商業用途では、ユーザーの快適性のために面速度を低くする必要があり、これにより外気と内部の空気を分離する効果が低下します。

英国に拠点を置くHEVACエアカーテングループ^[7]は、オーバードアヒーターを、風量が少ない小型の電気または水加熱ファン付きユニットと説明しています。これらは、ドアが主に閉まっている歩行者通行量の少ない出入り口に設置することを目的としており、暖かさを提供するのに役立ちます。ただし、屋内と屋外の空気空間を分離する機能も果たすエアカーテンの代替品として見るべきではありません。

主な違いは次のとおりです。

• エアドアは出入り口の幅を完全にカバーするように設計されていますが、オーバードアヒーターは幅が狭すぎる場合があります。
• エアドアのファンは、ドアの開口部全体に空気の流れを届けるのに十分なパワーを持っています。オーバードアヒーターのファンはそれほど強力ではない場合があります。
• エアドアの排出ノズルは、ドアの幅全体にわたって均一な空気の流れを提供するように最適化されていますが、オーバードアヒーターの場合はそうではない場合があります。

エアカーテンは作動中に電気エネルギーを消費しますが、2つの空間間の熱伝達（空気が境界を越えて混ざる際の質量移動による）を減らすことで、純エネルギーを節約できます。ただし、閉じられ密閉された物理的なドアの方が、エネルギー損失を減らすのにはるかに効果的です。^[8] 両方の技術は連携して使用されることが多く、固体のドアが開くとエアカーテンがオンになり、内部と外部の空気の交換が最小限に抑えられます。

エアカーテンは、建物の暖房や空調システムの負荷を軽減することで、数年で元が取れる可能性があります。^[要出典]通常、ドアの開閉に合わせてユニットのオン/オフを切り替えるドアスイッチなどのメカニズムがあり、エアカーテンはドアが開いている間のみ作動します。

HVACR 用途のエアカーテンの給気流量と熱容量を計算するための権威あるエンジニアリング設計手順は、 BSRIA アプリケーション ガイド 2/97 ^[9]で説明されています。「気密仕様の建物」、つまり多少の空気漏れがある実際の建物の手順に従う必要があります。BSRIAアプリケーション ガイドのセクション 4.2 では設計手順について説明し、セクション 5.2 ではさまざまな気密仕様の建物の実例を示します。これにより、エンジニアは特定の用途に必要なエアカーテンの給気流量と熱容量を計算できます。

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