א.נ.י.א - פתרונות אנרגיה בע"מ

מסך אוויר או וילון אוויר הינו מכשיר המשמש למניעת מעבר של אוויר או מזהמים מחלל אחד לשני. השימוש הנפוץ ביותר הינו מאוורר מפוח הפונה כלפי מטה, המורכב מעל כניסה לבניין, או פתח בין שני חללים הממוזגים בטמפרטורות שונות.

האגודה האמריקאית של מהנדסי חימום, קירור ומיזוג אוויר (ASHRAE) מגדירה מסך אוויר באופן הבא: "בשימוש הפשוט ביותר שלו, וילון אוויר הינו זרם רחב ורציף של אוויר המוזרם לאורך פתח של חלל ממוזג. הוא מפחית חדירה של חרקים ואוויר בלתי-ממוזג אל תוך חלל ממוזג על ידי  יצירה של זרם אוויר מעל הכניסה כולה. שכבת זרם האוויר נעה במהירות וזווית המובילות לכך שאוויר המנסה לחדור לוילון נגרף. היעילות של וילון אוויר במניעת חדירה מבעד לכניסה נעה באופן כללי בין 60-80%.
אגודת זרימת ובקרת האוויר (AMCA) מגדירה וילון אוויר באופן הבא: "זרם אוויר הנשלט באופן כיווני, הנע לאורך כל גובהו ורוחבו של פתח, אשר מפחית חדירה או העברה של אוויר מצד אחד של פתח אל צידו השני ו/או מונע מעבר של חרקים מעופפים, אבק או לכלוך."
בצפון אמריקה, המונח הנפוץ יותר הינו "וילון אוויר".

 

וילוני אוויר אדריכליים בכניסה לנמל תעופה

מסכי אוויר משמשים לעיתים קרובות כאשר דלתות נאלצות להישאר פתוחות לשימושים תפעוליים, כגון ברציפי העמסה וכניסות לרכבים. הם עשויים לשמש למניעת כניסה של חרקים מעופפים על ידי יצירת מערבוליות חזקה או למנוע כניסה של אוויר מבחוץ, ובכך למנוע חדירה מבעד לפתח.  ניתן למנוע רוחות קרות על ידי שילוב של אוויר חם המחומם על ידי מסך האוויר. מסכי אוויר מחוממים משמשים לעיתים קרובות כאשר יש צורך בחום נוסף בחלל מסוים, ולהפחית קירור כתוצאה מרוח בתוך הפתח, באקלימים קרים יותר.

שימושים נוספים כוללים כניסות ללקוחות, מחסנים של שדות תעופה, דלתות למטען, חלונות של מסעדות drive-through, חלונות, דלתות של מסעדות, או דלתות לקבלת משלוחים וילוני אוויר בלתי-מחוממים משמשים לעיתים קרובות יחד עם אחסון בקירור וחדרים מקוררים.

מסכי אוויר יכולים להגיע עם או בלי תנורים לחימום האוויר. על המאוורר להיות חזק מספיק על מנת לייצר זרם אוויר אשר יכול להגיע לרצפה. ישנם מספר מחקרים בספרות המדעית אשר מציגים שיטות אנליטיות לחיזוי יעילות האטימה אשר ניתן להשיג עם וילון אוויר.
  זרימת אוויר מבעד לדלת תלויה בכוחות רוח, הבדלי טמפרטורה (הסעת חום) והפרשי לחץ. מסכי אוויר יעילים ביותר כאשר הפרש הלחץ בין פנים הבניין וסביבתו קרוב להיות ניטרלי ככל האפשר. לחצים שליליים, הבדלי טמפרטורה קיצוניים, מעליות הקרובות אחת לשנייה או לחות קיצונית עשויים להפחית את יעילות מסך האוויר.
מסך האוויר היעיל ביותר בהכלת אוויר ממוזג בבניין עם דלת פתוחה יהיה כזה בעל מהירות פנים גבוהה בפתח, המיוצר על ידי זרימה למעלה-למטה, והחזרת אוויר על ידי איזור הממחזר את האוויר בחזרה למאווררי המקור. מכשיר כזה אינו מהווה אתגר בבנייה חדשה, אך קשה ליישם אותו במבנים קיימים. מסך אוויר יעיל ביותר כאשר מדובר ברוח חיצונית בעלת מהירות נמוכה; במהירויות רוח גבוהות יותר, קצב ערבוב האוויר גדל והחלק היחסי של האוויר החיצוני בזרימת הפנים כוללת גדל. בתנאים אידיאליים ללא רוח, יעילות מסך האוויר הינה מקסימלית, אבל במיקומים עם רוח, מסכי אוויר אינם יכולים ליצור אטימה מושלמת, אבל משמשים להפחתת חדירה מבעד לפתח.
עבור תנאים תעשייתיים, מהירויות פנים גבוהות הינן דבר קביל. עבור שימושים מסחריים כגון כניסה לחנות, נוחות המשתמש דורשת מהירות פנים נמוכה, מה שמפחית את יעילות ההפרדה בין האוויר הפנימי לאוויר החיצוני.


השוואה לתנורים המותקנים מעל לדלת

זרימת אוויר של מסך אוויר (תצורה מלמעלה-למטה)

 זרימת אוויר של תנור המותקן מעל לדלת

קבוצת וילוני האוויר HEVAC המבוססת בממלכה המאוחדת מתארת תנורים המותקנים מעל לדלת כיחידות אוורור קטנות המחוממות בעזרת חשמל או מים, בעלות קצב זרימת נפח אוויר נמוך. הם מיועדים להתקנה מעל פתחי דלת עם ,תנועה נמוכה של הולכי רגל, בהם הדלת לרוב סגורה, ושימושיים בכל הקשור לאספקת חום. עם זאת, אין לראות אותם כאלטרנטיבה לוילון אוויר, אשר משמש גם להפרדה בין חללי אוויר פנימיים וחיצוניים.

ההבדלים העיקריים הם:

• מסכי אוויר מעוצבים לכיסוי מלא של רוחבו של פתח הדלת, לעומת תנורים להתקנה מעל דלת אשר עשויים להיות צרים יותר.
• המאוורים במסך אוויר חזקים מספיק לספק זרימת אוויר לכל רוחב פתח הדלת. תנורים להתקנה מעל דלת עשויים לכלול מאווררים חלשים יותר.
• זרבובית הפליטה במסך אוויר מעוצבת לטובת אספקה של זרם אוויר אחיד לכל רוחב הדלת, מה שלא בהכרח נכון עבור תנורים להתקנה מעל דלת.

חסכון באנרגיה
 
 וילוני אוויר צורכים אנרגיה חשמלית במהלך פעולתם, אבל יכולים לשמש לחיסכון באנרגיה על ידי הפחתה של מעבר חום (על ידי העברה בקנה מידה גדול כאשר יש ערבוב אוויר בגבול בין שני חללים). עם זאת, דלת פיסית סגורה ואטומה היטב יעילה הרבה יותר בהפחתת איבוד אנרגיה. לעיתים קרובות משתמשים בשתי הטכנולוגיות במקביל; כאשר הדלת הפיסית פתוחה, וילון האוויר נדלק, מה שממזער תחלופת אוויר בין החלק הפנימי לחלק החיצוני.

וילון אוויר עלול להחזיר את ההשקעה תוך כמה שנים על ידי הפחתת העומס על מערכת החימום/מיזוג של המבנה. בדרך כלל, יש מנגנון, כגון מתג של דלת, להפעלה וכיבוי בהתאם לפתיחה וסגירה של הדלת, כך שוילון האוויר פועל רק כאשר הדלת פתוחה.