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Jul 05, 2023

Las cortinas de aire van más allá de los usos industriales

Por Stephen Benes Las cortinas de aire descargan una corriente constante de aire hacia el

Por Stephen Benes Las cortinas de aire descargan una corriente constante de aire hacia el umbral de una puerta abierta para separar las condiciones interiores y exteriores. Además de ayudar a evitar el frío o el calor, también son útiles para controlar las infiltraciones de polvo y los insectos voladores. Por lo general, montados dentro y encima de una puerta, estos componentes HVAC están destinados a frenar las pérdidas de energía de las aberturas y mejorar el confort del aire interior.

Durante décadas, las cortinas de aire de grado industrial se utilizaron con éxito para puertas de envío y aplicaciones interiores donde los ambientes de temperatura media y baja requerían separación para ahorrar energía, controlar la calidad de la fabricación o la comodidad de los empleados. Durante la última década han aparecido varios modelos para otros tipos de edificios debido a las innumerables innovaciones de los fabricantes. Estos nuevos tipos de cortinas de aire son una respuesta directa a las solicitudes de nuevas aplicaciones que van desde:

lavado de autos En los últimos 20 años, las cortinas de aire han progresado constantemente más allá de las aplicaciones industriales básicas para ayudar a los propietarios de edificios a luchar contra diversas batallas energéticas y de calidad del aire interior (IAQ). Un ejemplo de ello es un lavado de autos de Québec con una misión invernal diaria para combatir la sal, la suciedad y la mugre de las carreteras canadienses en los vehículos. Le Groupe Harnois, con sede en Saint Thomas y 80 sitios, y su organización de marketing de petróleo encontraron que las cortinas de aire son particularmente efectivas para reducir las acumulaciones de hielo que consumen mucha energía y mantenimiento en su lavado automático de autos en Saint Charles-Borromee.

El clima bajo cero generalmente requería un mantenimiento diario continuo para eliminar el hielo de los equipos mecánicos debido al aluvión de rociado y enjuague. En consecuencia, los rieles y rodillos de la puerta basculante, además del equipo mecánico de lavado de autos, tenían regularmente acumulaciones de hielo que requerían remoción y mantenimiento de rutina. La instalación se construyó con calentadores de gas, pero con una puerta perpetuamente abierta de 3 x 3 m (10 x 10 pies), las pérdidas de energía eran costosas y la calefacción hizo poco para compensar la acumulación de hielo.

Las cortinas de aire convencionales típicas no se construyen para este tipo de ambientes húmedos; en este caso, el propietario trabajó directamente con un representante del fabricante con sede en Montreal para diseñar el producto a medida para las condiciones de lavado de autos. La empresa especificó las opciones de un gabinete de acero inoxidable y tres motores especiales de 1/2 hp herméticamente sellados e impermeables para los tres ventiladores de la unidad de 3,4 m (132 pulgadas) de largo. Se empleó un serpentín de agua caliente a bordo que complementa la calefacción del espacio de 46,5 m2 (500 pies cuadrados). Las calderas existentes del túnel de lavado, que proporcionan agua caliente para las secuencias de lavado, también alimentan el serpentín de agua caliente integrado de 173 MBtu/h de la cortina de aire.

La cortina de aire fue instalada por la Empresa de Refrigeración y Climatización Claude Bédard, con sede en Joliette, Que. Se monta encima y dentro de la abertura de la puerta, y se calibra manualmente para descargar el aire unos centímetros fuera del umbral de la puerta para crear un "sello" que retiene hasta el 80 por ciento del aire interior acondicionado, al mismo tiempo que evita la infiltración de aire exterior bajo cero. ráfagas de aire y viento de 8 km/h (5 mph) o menos. Un termostato en la sala de máquinas de la instalación con un sensor exterior activa la cortina de aire cuando las temperaturas exteriores se acercan a los niveles de congelación.

Cortinas más largas para vacas. Hasta hace poco, las cortinas de aire de 3,7 m (12 pies) de largo eran la longitud máxima para una sola unidad de construcción catalogada. Las puertas más anchas requerían cortinas de aire fabricadas a medida. Algunos fabricantes simplemente unen varias unidades modulares para cubrir un amplio espacio. Sin embargo, las cortinas de aire de hasta 4,9 m (16 pies) de largo ahora son artículos de catálogo generales para algunos fabricantes, lo que reduce considerablemente el costo.

A diferencia de varias unidades unidas con pernos, estas unidades individuales generalmente no necesitan soporte intermedio, lo que puede reducir drásticamente el tiempo de instalación. Además, mientras que el espacio entre las unidades atornilladas a menudo crea vacíos de aire, los productos de una sola construcción pueden emplear anchos de flujo de aire de soplador y boquilla que cubren todo el tramo sin ninguna interrupción o turbulencia. El volumen, la velocidad y la uniformidad adecuados (VVU) de la corriente de aire son fundamentales para el rendimiento y la eficacia de la cortina de aire.

Por ejemplo, la ubicación de Calgary de una empresa de camiones, Coastal Pacific Xpress, necesitaba cortinas de aire de 4,9 m de largo en un puesto de lavado de tractores y remolques para evitar que los equipos se congelaran durante el invierno. Los costos adicionales asociados con las unidades en tándem habrían sido prohibitivos de otro modo.

Las cortinas de aire más largas también han despertado el interés de los agricultores comerciales. La lechería familiar de Griesen, ubicada en Prairie du Sac, Wisconsin, instaló recientemente cortinas de aire para frenar las pérdidas de producción. La granja de tamaño mediano con 680 vacas sufrió retrasos en la producción de invierno debido a congelamientos del equipo de ordeño automático ubicado más cerca de las entradas de la sala de ordeño y posibles problemas de lesiones por pisos resbaladizos y aire interior deficiente para los empleados y los animales.

En los días de temperatura ambiente por encima de 0 C (32 F), el sistema radiante del piso suministrado por una caldera de acero inoxidable de 400 000 Btu con una eficiencia del 95,1 % combinada con la salida de calor inherente de 4000 BTU/h de cada vaca, mantiene adecuadamente la sala de ordeño. rango de temperatura objetivo de 3,3 a 4,4 C (38 a 40 F). El sistema de calefacción era adecuado a pesar de que el copropietario Hans Griesen prefiere que las dos entradas de 4,9 x 2,4 m (16 x 8 pies) permanezcan abiertas durante tres turnos diarios para la productividad óptima de la sala de ordeño estilo espiga de 24 puestos y la seguridad de los animales. ingreso y egreso. Sin embargo, en los días bajo cero, el sistema de calefacción no podía mantener las temperaturas de referencia cerca de las entradas.

Griesen primero probó los calentadores portátiles de aire forzado. Si bien las entradas eran más cálidas, el costo de combustible de $ 100 por día, los olores de las emisiones de combustión y el riesgo potencial de incendio no eran deseables. Además, un empleado dedicado a operar las dos puertas todo el día se consideró un costo prohibitivo.

Griesen también consideró las cortinas de tiras y la tecnología de cortinas de aire para que las puertas de entrada pudieran permanecer abiertas. Las cortinas de tiras son tiras de polivinilo transparente que cuelgan sueltas en una puerta para bloquear la infiltración de aire y permitir el paso de peatones. Estos se consideraron demasiado obstructivos para los animales; Además, su primera revisión de una cortina de aire en una finca cercana no fue positiva.

En esa otra instalación, se usó una cortina de aire económica, con tramos cortos atornillados en tándem para abarcar la entrada ancha. La cortina de aire era ruidosa, su construcción modular vibraba y no proporcionaba el equilibrio VVU adecuado de la corriente de aire para evitar la infiltración de aire exterior, según Griesen.

Clyde Conger, gerente general del distribuidor de equipos de manejo de materiales Bernie's Equipment Co. (Holmen, Wisconsin) recomendó cortinas de aire para retener el calor en la sala de ordeño. Conger trabajó con los ingenieros de un fabricante para especificar dos cortinas de aire de construcción de una sola pieza de 4,9 m (16 pies) de largo, que luego se montaron sobre las puertas abiertas del espacio. El resultado retuvo hasta el 80 por ciento de la energía de la instalación incluso durante cargas de viento de hasta 8 km/h (5 mph). Las cortinas de aire tenían:

En consecuencia, no hay espacios en la corriente de aire de 216 m3/min (7631-cfm), 498 m/min (1635 fpm) generada a través de las entradas de 4,9 m de ancho, y el equipo de la sala de ordeño ya no se congela.1

Seguridad industrial Durante años, las entradas en entornos industriales peligrosos necesitaban cortinas de aire diseñadas a medida o quedaban desprotegidas frente a la exposición a la pérdida de energía. El primero es costoso y puede superar muchos presupuestos de mantenimiento industrial, pero ahora algunos fabricantes de cortinas de aire han catalogado equipos para ubicaciones peligrosas (HL), lo que reduce el precio y también permite una disponibilidad más rápida.

En las industrias de procesamiento de alimentos o de fabricación farmacéutica, las puertas de embarque desprotegidas no son una opción porque los insectos voladores crean problemas de saneamiento. Mientras tanto, las instalaciones químicas y los garajes de autobuses de gas natural (GNC) tienen consideraciones de HL, como humos o polvo inflamable en el aire que pueden encenderse fácilmente por un arco eléctrico.

En consecuencia, las cortinas de aire HL están construidas con motores a prueba de explosiones y ventiladores, componentes eléctricos y materiales resistentes a las chispas. Las cortinas de aire también cumplen con los códigos eléctricos que dictan requisitos especiales para los sitios de HL.

Dado que las puertas industriales pueden ser amplias, las unidades HL modulares o de una sola construcción deben poder cubrir la puerta estándar de 4,9 m (16 pies) de ancho y ofrecer una gama de motores de 1/2 a 15 hp, lo cual es importante para cubrir alturas de puertas de hasta 6,1 m (20 pies). También se pueden agregar serpentines de vapor y agua caliente opcionales para calentar entre 54 y 82 C (130 y 180 F) para proporcionar aumentos de temperatura que varían entre 17 y 25 C (30 y 45 F), según el modelo.

Los metales utilizados en la construcción de cortinas de aire son tan importantes como los componentes. Por ejemplo, no debe haber contacto entre metales ferrosos para evitar chispas.

Además de separar los ambientes en las puertas, la entrada continua de aire en una cortina de aire puede agregar un beneficio de ventilación al ayudar a minimizar la formación de bolsas de aire de vapor.

Elevando la estética con soportes de techo En los vestíbulos de hoteles, hospitales y otros espacios comerciales donde la estética es primordial, una caja de metal visible encima de una puerta, incluso cuando está equipada con un recubrimiento en polvo de alta tecnología y rejillas atractivas, ha disuadido a algunos arquitectos e ingenieros de especificarlas. Por lo tanto, las cortinas de aire de montaje en techo más nuevas con componentes empotrados en el techo y un marco empotrado con recubrimiento en polvo se han vuelto populares.

En el Teatro Salle André Mathieu de Laval, Que., las populares producciones teatrales del College of Montorency atraen a grandes multitudes que llenan el vestíbulo y forman filas de pie frente a las puertas de entrada mucho antes de que comiencen las producciones. Los clientes que esperaban mantuvieron abiertas las puertas de entrada, lo que permitió que los vientos invernales se infiltraran y enfriaran el área del vestíbulo, así como el área de asientos del teatro. Los calefactores eléctricos empotrados en el techo del vestíbulo no podían mantener temperaturas agradables en esas condiciones adversas.

Para resolver los desafíos de la pérdida de energía y el confort del aire interior, el ingeniero consultor, Marcel A. Provost, P.Eng. (director de MLC Associés Experts Conseils) especificó cortinas de aire de 1829 mm (72 pulgadas) de largo para cada una de las cuatro puertas de entrada de 2,4 x 1,8 m (8 x 6 pies). La entrada del vestíbulo al vestíbulo y la entrada de asientos del teatro tienen un par de cortinas de aire. Provost especificó un diseño montado en el techo más estético que está al ras del techo y aparece solo como una rejilla de suministro de aire común.

Las cortinas de aire se activan cuando se abren sus respectivas puertas; se apagan automáticamente con un retraso de 60 segundos después de que se cierra la puerta, realizando una separación ambiental que ahorra energía y le ahorra a la universidad miles en costos anuales de calefacción. También cuentan con serpentines de calefacción de 20 kW controlados termostáticamente con dispositivos de modulación que solo utilizan su capacidad cuando la temperatura del vestíbulo desciende 1,1 C (2 F) por debajo del punto de referencia.

Las caídas de temperatura de menos de 1,1 C reducirán la velocidad del serpentín de calefacción encendiéndose y apagándose a plena capacidad cada 15 segundos, dependiendo de la temperatura exterior. Además, el ventilador está diseñado para funcionar más tiempo después de que se apague el serpentín de calentamiento para aprovechar el calor disponible mientras se enfría. Esta estrategia de monitoreo y control es una desviación sofisticada de las cortinas de aire industriales, muchas de las cuales solo tienen simples interruptores manuales de encendido/apagado.

Para garantizar que el rendimiento de la cortina de aire sea preciso, el fabricante también capacitó al personal de mantenimiento de la universidad para monitorear el rendimiento del flujo de aire, los ángulos de las boquillas y las paletas, y la configuración del ventilador de tres velocidades. Las cortinas de aire, que fueron instaladas por Serge Chabot & Fils (Marieville, Que.), lograron que la universidad ahorrara aproximadamente un 30 por ciento anual con una recuperación de la inversión de aproximadamente tres años.

Innovaciones en el servicio de alimentos Uno de los segmentos de más rápido crecimiento de la industria de las cortinas de aire son las muchas innovaciones diferentes para las operaciones de servicio de alimentos y restaurantes. Durante décadas, estos productos generalmente se usaban solo en las entradas traseras para eliminar los insectos voladores y mejorar el saneamiento general cerca de las áreas de envío y la cocina. Hoy en día, los modelos manejan tareas específicas en áreas como las entradas de cámaras frigoríficas, las ventanillas de autoservicio y la entrada principal. Los tres escenarios son ahorradores de energía, pero los dos últimos son fundamentales para minimizar la infiltración de moscas que pueden afectar el saneamiento.

"Hemos tenido un mercado creciente de cortinas de aire para ventanas de autoservicio y cámaras frigoríficas principalmente del usuario final del servicio de alimentos", dijo Bill Myles, presidente de una firma representante de fabricantes con sede en Richmond Hill, Ontario, para varios Productos relacionados con IAQ. "Ahora, estamos viendo ingenieros consultores que especifican estos dos productos porque se están dando cuenta de sus beneficios. Aunque las ventanillas para autos y las cámaras frigoríficas son una pequeña parte del ahorro total de energía para un restaurante, esas pequeñas cosas realmente suman aumenta cuando los combinas".

Se ha demostrado que las cortinas de aire con cámaras frigoríficas superan el potencial de ahorro de energía de las puertas batientes con bisagras y las cortinas de tiras; además, producen una amortización rápida de menos de dos años, dependiendo de la cantidad de ciclos de la puerta.

Donoghue & Pivirotto Enterprises, una franquicia de un restaurante de servicio rápido de Pensilvania que opera cuatro tiendas Arby's, realizó sus propias pruebas para determinar el potencial de reducción del uso de energía de las cámaras frigoríficas. El franquiciado realizó una prueba auditada de dos semanas en una cámara frigorífica de 3 x 3,7 m (10 x 12 pies) en un restaurante de 307 m2 (3300 pies cuadrados). Con la ayuda de su contratista de HVAC/R, ICA Mechanical, la empresa supervisó el equipamiento y la comparación de la entrada de la cámara frigorífica con una cortina de aire durante una semana y una semana sin ella.

Los resultados demostraron que el compresor del circuito de refrigeración funcionó 1,75 horas menos durante una semana de funcionamiento: una reducción del 27 % en el tiempo de funcionamiento del compresor y el desgaste del equipo. La mejora resultó en casi 100 horas de operación menos por año para un ahorro anual estimado de $447 y una recuperación de 1,6 años. Los restaurantes con cámaras frigoríficas más grandes y más ciclos de puerta y tráfico peatonal obtendrán mayores ahorros y amortizaciones más cortas.

Si bien ahora aparecen predominantemente como opciones en los nuevos modelos de los fabricantes de cámaras frigoríficas, varios proveedores facilitan la actualización con un kit que incluye una cortina de aire diseñada específicamente para el tamaño y la configuración únicos de las cámaras frigoríficas. En algunos kits se incluye un centro de carga/control de 24 V precableado en un gabinete pequeño y un interruptor de puerta de encendido/apagado de lengüeta magnética. Una vez que se extiende la energía de 120 V al área, el kit precableado se puede instalar en tan solo 15 minutos con herramientas convencionales y conocimientos básicos de electricidad.

Además de las cámaras frigoríficas, otra tendencia en las industrias de servicios de alimentos y restaurantes son las nuevas cortinas de aire para ventanas de autoservicio, que se utilizan para diversos fines en algunas ubicaciones de cadenas de restaurantes, como algunos Ontario Tim Hortons y McDonald's, y algunas ubicaciones de Harvey's. en Alberta. Minimizan la infiltración de insectos voladores y aire exterior, protegen al empleado de interior de los gases de los vehículos en ralentí y del aire frío del invierno.

ConclusiónA medida que el consumo de energía y los costos se vuelven más importantes, y a medida que aumenta el enfoque en la calidad ambiental interior y la comodidad, los fabricantes de cortinas de aire continúan desarrollando nuevos productos que se pueden especificar para adaptarse a muchas más industrias.

Stephen Benes es gerente regional de ventas en Berner International Corp., un fabricante de cortinas de aire de 58 años. Se le puede contactar en [email protected].