Tecnología de cortina de aire
Una cortina de aire es un dispositivo accionado por ventilador que crea una barrera de aire invisible de alta velocidad sobre una puerta o entrada. Esta barrera de aire separa de manera eficiente dos ambientes diferentes sin limitar el acceso de personas o vehículos.
Una cortina de aire puede ayudar a reducir los costos de calefacción y refrigeración hasta en un 80% al tiempo que protege el ambiente interior y aumenta la comodidad personal.
Las cortinas de aire mantienen el ambiente interior y reducen drásticamente la intrusión de plagas e insectos, polvo, contaminación del aire, olores y olores. Las cortinas de aire reducen significativamente las corrientes de aire frío o caliente en las entradas y puertas.
También se encuentran disponibles cortinas de aire calefactadas, que mantienen la temperatura mediante aire caliente, lo que ayuda a crear un ambiente confortable.
¿Son efectivas las cortinas de aire?
¡Absolutamente!
Generalmente, el aire que entra por la rejilla de entrada es comprimido por ventiladores internos y forzado a pasar por una salida de aire dirigida a la puerta abierta.
Todos los estudios y pruebas han demostrado que las cortinas de aire son eficaces. Cuando se instala una cortina de aire eficiente correctamente, se ahorra una cantidad considerable de energía. Al mismo tiempo, las zonas de entrada permanecen protegidas del clima, cómodas y libres de corrientes de aire, insectos, olores, etc.
Los siguientes diagramas avanzados de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) realizados por la UPC (Universidad Politécnica de Cataluña) muestran claramente la eficiencia de las cortinas de aire.
Los diagramas a continuación se dividen en dos partes (en X = 2): el lado izquierdo simula un ambiente interior con un calentador en la pared y el lado derecho simula un ambiente exterior.
La cortina de aire colocada en la parte superior divide las zonas frías y calientes en dos zonas térmicas. La cortina de aire mantiene el ambiente interior del lado izquierdo de la imagen a una temperatura cálida y confortable y evita la penetración de aire frío del exterior. En esta segunda situación, la cortina de aire ahorra hasta un 80% de la energía proporcionada por el calentador colocado en la pared izquierda.
Nota Importante: Cortinas de aire mal diseñadas, unidades mal seleccionadas (menos potentes) o instalación inadecuada harán perder parte o incluso todas las ventajas y quedarán peor que una puerta desprotegida.
¿Cómo funcionan las cortinas de aire?
Generalmente el aire entra por la rejilla de entrada, este aire es comprimido por ventiladores internos y forzado a pasar por una salida de aire dirigida a la puerta abierta.
La filtración opcional protege los componentes interiores (intercambiador, ventiladores, electrónica, etc.) del polvo y las partículas.
Los ventiladores que se utilizan con mayor frecuencia en las cortinas de aire incluyen ventiladores centrífugos, axiales y de flujo cruzado.
Cortinas de aire calefactadas
Las cortinas de aire calefactadas cuentan con un serpentín (eléctrico, de agua caliente/fría, de vapor, de gas indirecto o directo, de expansión directa, etc.) para calentar o enfriar el chorro de aire. La calefacción se utiliza para que el chorro de aire sea más cómodo al cruzar la puerta o la entrada, además de ayudar a mantener la temperatura interior.
Hay 3 posibles direcciones del flujo de aire:
Tipos de cortinas de aire
La mayoría de las cortinas de aire se instalan horizontalmente, en la parte superior de la abertura, y el aire se expulsa de arriba a abajo de la puerta. Las cortinas de aire verticales se pueden instalar en cualquier lado de la puerta o la entrada.
Tipos de cortinas de aire: no recirculantes o recirculantes. Una unidad no recirculante aspira el aire a través de la rejilla de entrada y lo descarga directamente al ambiente. La recirculación recoge y devuelve el aire del aire descargado. Las cortinas de aire recirculantes son más eficientes, pero la mayoría de las instalaciones son no recirculantes debido a que tienen menores costos.
Cortinas de aire: Tecnología
En puertas abiertas con dos áreas adyacentes con diferentes condiciones ambientales, el aire se intercambia entre las áreas porque existe una tendencia a igualar la diferencia de temperatura y presión entre ambos lados.
La transferencia de aire en las puertas se produce debido a estos 3 factores:
- DIFERENCIA DE TEMPERATURA: El efecto de convección natural crea una transferencia de aire entre dos áreas con diferencias de temperatura. El aire caliente se transferirá a través de la parte superior de la puerta y será reemplazado por aire frío que ingresa por la parte inferior de la puerta. Las diferencias de temperatura más grandes crean una infiltración de aire y pérdidas de energía más significativas.
- DIFERENCIA DE PRESIÓN: Se recomienda igualar las diferencias de presión entre dos áreas tanto como sea posible, ya que esto puede afectar el rendimiento de la cortina de aire. Pero en algunas instalaciones, como las salas blancas, una pequeña diferencia de presión ayuda a evitar la entrada de polvo y partículas de un área a otra.
- VIENTO, EFECTO DE CHIMENEA Y CORRIENTES DE AIRE : Al modificar la fuerza del chorro de aire y el ángulo de descarga de la salida, la cortina de aire puede actuar contra movimientos de aire forzado como el viento o las corrientes de aire. Pero si la velocidad del aire entrante es excesiva, la cortina de aire perderá eficiencia.
Representación esquemática de los principales parámetros que intervienen en el funcionamiento de una cortina de aire producida por la UPC (Universidad Politécnica de Cataluña).
La eficiencia de una cortina de aire depende de la optimización de los factores de rendimiento.
Los factores más importantes son:
TURBULENCIA DEL CHORRO: un chorro de aire de baja turbulencia será mucho más eficiente y ahorrará más energía.
VELOCIDAD DEL AIRE : la velocidad del aire debe ser lo suficientemente adecuada a través de la puerta.
VOLUMEN DE AIRE : un chorro de aire más amplio hace que la cortina de aire sea más fuerte contra la transferencia de aire a través de las puertas.
Descarga angular : si los chorros de aire están en el ángulo correcto, aumentará el ahorro de energía.
TIPO DE VENTILADOR : axial, tangencial, centrífugo, etc. Los ventiladores de mayor presión generan un chorro de aire de mayor presión que llega más lejos. Por ejemplo, si comparamos una cortina de aire con un ventilador tangencial con una cortina de aire con un ventilador centrífugo (con el mismo volumen de aire), el chorro de aire de los ventiladores centrífugos será más fuerte y más grande.
Los estudios de cortinas de aire de la Universidad UPC han demostrado que las turbulencias del aire son uno de los parámetros más importantes que afectarán a la distancia del chorro de aire.
El esquema de la Universidad UPC muestra el comportamiento de las turbulencias del aire:
La forma optimizada de la cámara de salida, la posición, el tipo de ventilador, la forma de la rejilla de salida, etc., afectan sustancialmente el rendimiento del chorro de aire.
Cortinas de aire con descarga angular
Pruebas y estudios universitarios han demostrado que la descarga en ángulo de una cortina de aire puede ayudar sustancialmente a la eficiencia general.
Cuando factores como el viento, la temperatura o la diferencia de presión provocan la transferencia de aire desde el exterior hacia el interior, el chorro de aire puede orientarse hacia el exterior hasta cierto punto. Esto ayuda a evitar aún más la penetración de aire desde el exterior.
Los siguientes diagramas muestran la diferencia entre cortinas de aire con rejillas de salida fijas y ajustables.
1. Beneficios comerciales y minoristas
- Aumento del tráfico peatonal debido al “efecto puerta abierta”.
- Una puerta abierta es acogedora y atrae a más personas a los puntos de venta minorista.
- Una puerta abierta actúa como un escaparate y permite ver fácilmente el interior de un establecimiento o tienda.
- Permite un fácil acceso para personas discapacitadas (silla de ruedas) o personas que utilizan cochecitos de bebé, carritos de compras o transportan otros artículos.
- Ayuda a controlar corrientes de aire y variaciones de temperatura.
- Aumenta el espacio utilizable disponible para fines de exhibición y promoción.
- Se aumenta la comodidad del cliente y del personal.
2. Ahorro de energía
- Reduce las pérdidas de energía en el espacio acondicionado.
- Reduce los requisitos de capacidad general (calefacción/refrigeración).
- Como resultado, los costos operativos generales del edificio son más bajos.
- Reducción de las emisiones de CO2.
3. Ambiente interior saludable
- Mejora la calidad del aire interior.
- Actúa como barrera contra el polvo, la contaminación, los humos y los malos olores en el aire.
- Proporciona control de plagas e insectos.
- Mantiene temperaturas interiores confortables.
4. Seguridad
- Aumenta la visibilidad con la eliminación de obstrucciones físicas (puertas, etc.).
- Ayuda a eliminar la acumulación de hielo, el empañamiento y los problemas de humedad en aplicaciones de almacenamiento en frío o refrigeradas.
- Fácil evacuación a través de una puerta de salida en caso de incendio o emergencia.
- Puede actuar como barrera contra la propagación del fuego y el humo (aplicación especial).
Para conseguir estas ventajas es fundamental seleccionar la cortina de aire adecuada.
Si se proporciona un tamaño incorrecto o una unidad incorrecta, el chorro de aire no llegará al suelo. La separación entre las dos áreas adyacentes desaparecerá. Todo el aire calentado/enfriado atravesará la puerta y se perderán todos los ahorros de energía junto con todas las demás ventajas.
En conclusión, es muy recomendable utilizar una cortina de aire en puertas abiertas debido a sus numerosos beneficios.
Cortinas de aire: Aplicaciones
Protección climática de la puerta
Las cortinas de aire están diseñadas para separar un ambiente interior (calentado o refrigerado) de la entrada de aire exterior a través de una puerta abierta.
Las cortinas de aire reducen los costos de energía al mantener el aire caliente o frío en la atmósfera interna del edificio.
Las cortinas de aire eficientes pueden ahorrar hasta un 80% de pérdidas de energía en una puerta en comparación con una puerta sin cortina de aire.
Durante el invierno, una cortina de aire crea una barrera que impide el paso del aire frío, mientras que en el verano, una cortina de aire evita que el aire caliente entre en un espacio acondicionado.
Teniendo en cuenta el ahorro energético, el tiempo medio de amortización de una cortina de aire está entre 2 y 5 años, dependiendo del uso y las condiciones climáticas.
Aunque las puertas estén abiertas, la cortina de aire separa las condiciones internas y externas.
Control de plagas e insectos voladores
Las cortinas de aire para insectos se utilizan comúnmente, cuando es necesario, para evitar que los insectos entren en edificios como plantas de procesamiento de alimentos, panaderías, restaurantes, hospitales, etc. Un insecto que se aproxima en vuelo será detenido por una barrera de aire demasiado poderosa para penetrar.
Debe seleccionar la cortina de aire adecuada para las aplicaciones de control de insectos. Se necesita un chorro de aire muy potente a lo largo de todo el ancho de la puerta (más fuerte que las aplicaciones estándar).
Almacenamiento en frío
Debido a las importantes diferencias de temperatura, se recomienda encarecidamente instalar cortinas de aire para reducir las pérdidas de energía cuando las puertas están abiertas en aplicaciones de almacenamiento en frío. Además, cuanto mayores sean las diferencias de temperatura entre el interior y el exterior, mayores serán las pérdidas de energía cuando una puerta esté desprotegida.
El período de recuperación de la inversión de la cortina de aire puede ser muy corto ya que el ahorro de energía y dinero es muy alto.
Se obtendrán ahorros al reducir la transferencia de aire a través de la puerta, lo que ayudará a mantener los productos congelados o refrigerados en perfecto estado. Esto también ayuda a reducir los costos de descongelación de la cámara frigorífica.
Además, esto evita la molesta y potencialmente peligrosa formación de empañamiento, humedad y hielo en la zona de entrada de la puerta.
Control de polvo, contaminación y partículas suspendidas en el aire. Salas limpias.
Siempre instaladas en el lado limpio de la puerta, las cortinas de aire actúan como una barrera contra el polvo, las partículas y la humedad.
Factores de selección de cortinas de aire
Para seleccionar la cortina de aire adecuada, se deben tener en cuenta los siguientes factores:
- La altura de la instalación medida desde el difusor de descarga hasta el suelo.
- El ancho de la puerta
- La ubicación del edificio para determinar el nivel de protección necesario contra las condiciones climáticas (temperatura, humedad y viento)
- Si el edificio tiene varias puertas en la misma zona, fachadas diferentes u opuestas
- Si el edificio tiene varios pisos conectados por escaleras mecánicas
- Diferencias de presión entre el interior y el exterior del edificio.
- Características de la puerta: Si siempre abierta, se abre automáticamente, se abre manualmente, puerta giratoria, etc.
- Características de la instalación de ventilación y aire acondicionado
- Disponibilidad de voltaje y energía eléctrica
- Tipo de negocio, estilo y decoración del local.
- Colgado o empotrado, instalación horizontal o vertical, con o sin calefacción, etc.
Algunas instalaciones con fuertes condiciones de viento pueden comprometer la cortina de aire debido a: Viento severo, diferencias extremas de temperatura interior/exterior, más de una puerta, diferentes niveles, salas grandes, diferencias de alta presión, etc.
En esas situaciones, se recomienda un modelo de mayor rendimiento.
Como ya hemos explicado, la elección de la cortina de aire depende de la situación de la instalación. Aquí mostramos cuatro posiciones diferentes, desde la más favorable a la cortina de aire hasta la más desfavorable.
Los consultores expertos de Rosenberg/Airtècnics con amplia experiencia están siempre a su disposición para ayudarle a elegir el tipo de cortina de aire adecuado para cualquier aplicación.
Control y regulación de cortinas de aire
El control de la cortina de aire es esencial para evitar el consumo innecesario de energía modificando el rendimiento de la cortina de aire según la situación de cada momento.
Utilizando los dispositivos de control y auxiliares adecuados, el usuario puede ajustar el flujo de aire para optimizar la barrera y evitar la penetración de aire a través de la puerta.
Los controladores básicos permiten modificar la velocidad de ventilación y las etapas de calefacción manualmente.
Los controladores avanzados pueden incluir opciones como:
- Funcionamiento automático: Modificación de la ventilación y/o calefacción en función de la situación.
- Conexión a sensores y/o dispositivos externos
- Incluye sensores internos (temperatura, movimiento, etc.)
- Interfaz de conexión a sistemas BMS, ON/OFF externo, control termostático...
- Programas de seguridad interna (protegen componentes y evitan daños)
- Contactos de puertas, válvulas, sensores anticongelantes, etc.
Los sensores y dispositivos externos ayudan a controlar y modificar el rendimiento de la cortina de aire para proteger la unidad y ser más eficiente en cada situación.
Por ejemplo, si instalamos un contacto de puerta conectado a la cortina de aire, cuando la puerta permanece cerrada, la cortina de aire se apaga o funciona a baja velocidad de ventilación y/o etapa de calentamiento más baja, ahorrando energía. Cuando se abre la puerta, la cortina de aire aumentará la velocidad de ventilación y/o la etapa de calentamiento para proteger la entrada.
Otro ejemplo es conectar la cortina de aire a un termostato de ambiente. Entonces la unidad aumentará/disminuirá o detendrá la calefacción cuando alcance la temperatura deseada.
Airtecnics dispone de una amplia gama de controladores, desde los manuales estándar hasta los de funcionamiento automático avanzado e interfaz para conectar las cortinas de aire a los sistemas BMS.
Cortinas de aire EC
La tecnología EC (Electrónicamente Conmutada) combina voltajes AC y DC, aportando lo mejor de ambas tecnologías: el motor funciona con voltaje DC pero con una alimentación AC estándar.
El motor EC incorpora la transformación de voltaje dentro del motor. La parte no giratoria del motor (estator) se extiende para dejar espacio para una placa de circuito impreso electrónica, que incluye la transformación de energía de CA a CC y los controles.
Los motores EC no tienen pérdidas por deslizamiento, lo que reduce las pérdidas y aumenta la eficiencia frente a los motores de CA.
Principios del motor EC
- Motor de corriente continua sin escobillas con imán permanente dentro del rotor
- El estator es accionado por interruptores electrónicos (que sustituyen a las escobillas de carbón), controlados por un microcontrolador.
- Se utiliza un sistema electrónico (sensor de efecto Hall o software) para reconocer la posición del rotor.
- Funciona con CA 230 Vx1 o 400 Vx3, válido para 50/60 Hz
Ventajas y beneficios
Las nuevas cortinas de aire EC de Airtecnics son extremadamente eficientes, reduciendo el coste de funcionamiento de la ventilación hasta en un 67% utilizando ventiladores EC en lugar de AC.
- Ahorro de energía: consumo mínimo de energía y mejor eficiencia que el equivalente de CA
- Baja temperatura del motor: para una vida útil más larga que el equivalente de CA
- Simplicidad: La transformación electrónica y de potencia están completamente integradas dentro del motor.
- Alto rendimiento: se puede alcanzar una velocidad de hasta 3600 rpm.
Cortina de aire EC vs. cortina de aire AC: ejemplo de ahorro de energía
¿Cuánto dinero puedo ahorrar utilizando una cortina de aire EC?
Resultado: El periodo de amortización es de 1,2 años. Recuperamos el incremento de precio de las cortinas de aire EC en poco más de un año. Ahorramos energía y reducimos las emisiones de CO2 al medio ambiente.
Fuente: https://rosenbergaircurtains.ca/tech/selection-factors-of-air-curtains
