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13/07/10

Pérdidas energéticas causadas por puertas abiertas

y el efecto de convección

Wendy BoonstraBiddle BV, Holanda

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13/07/10

Asuntos

Los edificios verdes

El efecto de convección

Soluciones y tecnologías eficientes para reducir pérdidas energéticas

Diferentes aplicaciones industriales para cortinas de aire

Soluciones para cámaras frigoríficas

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13/07/10

Edificios verdes

Hoy en día, se invierte mucho en materiales y productos ‘verdes’ para ahorrar en costes energéticos.

Pero ¿por qué gastar millones en el aislamiento de los edificios y la instalación de equipos frigoríficos de alta eficiencia energética

mientras al mismo tiempo se pierde una gran cantidad de energía a través de una puerta abierta?

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13/07/10

El efecto de puertas abiertas

Convección ocurre tan pronto cuando haya una diferencia de temperaturas entre dos zonas

Efectos negativos:

1) Entradas de plantas industriales* Pérdidas energéticas* Clima incómodo* Entrada de polvos, insectos, gases de combustión, etc de la calle

2) Cámaras frigoríficas* Pérdidas energéticas* Temperatura y humedad elevada en la zona refrigerada* Formación de escarcha y niebla en el vano de la puerta

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13/07/10

Efectos en una puerta abierta:

Convección natural(movimiento de aire causado por diferencias de temperaturas)

Ventilación (movimiento de aire causado por diferencias de presión, viento, etc.)

Nivel de ventilación demasiado alto? cortina de aire inútil

Combinación de convección y ventilación

13/07/10

Pérdidas de energía sin cortina de aire

20 kW capacidad frigorífica necesaria para mantener

temperatura interior

INTERIOR EXTERIOR

Pérdidas energéticas causadas por diferencias en humdad relativa NO incluidas

13/07/10

Humedad relativa calor latente

35°C – HR 40% 35°C – HR 80%

Alta humedad relativa = alto nivel de calor latente

Situación 2 require más capacidad frigorífica

Situación 1 Situación 2

13/07/10

Pérdidas de energía sin cortina de aire

91 kW capacidad frigorífica necesaria para mantener

temperatura interior

INTERIOR EXTERIOR

Pérdidas energéticas causadas por diferencias en humdad relativa incluidas

13/07/10 Ventilación bajaZero ventilación Ventilación altaVentilación media

Convección:diferencias detemperatura

Ventilación:diferencias depresión y viento

Flujo de aireen el vano

+

=

INTERIOR EXTERIOR INTERIOR EXTERIOR INTERIOR EXTERIOR INTERIOR EXTERIOR

Situación favorable para aplicación de cortinas de aire Situación

acceptable para aplicación de

cortinas de aire

Situación desfavorable

para aplicación de cortinas de

aire

13/07/10

Uso ineficiente de cortinas de aire

Eficacia de separación -10%

Flujo de aire demasiado flojo Flujo de aire demasiado fuerte

Eficacia de separación 50%

13/07/10

Uso ineficiente de cortinas de aire

Flujo de aire turbulente por falta de una buena herramienta para realizar un flujo de aire laminar

Flujo de aire turbulente

El aire ‘frena’ y mezcla con aire del exterior e interior

Alta velocidad necesaria para que llegue el flujo al suelo

13/07/10

Uso eficiente de cortinas de aire

Flujo de aire non-turbulente a velocidad óptima

Eficacia hasta unos 90%

Velocidad óptima dependiente de: - Condiciones climáticas (∆T)

- Altura de la puerta

- Nivel de ventilación

Efecto óptimo dependiente de:

Comportamiento del flujo de aire (turbulente contra non-turbulente)

13/07/10

Tecnología del rectificador

Rejilla de soplar con láminas en proporción correcta

Flujo de aire concentrado y non-turbulente

Baja velocidad de aire necesaria para que llegue el flujo al suelo

Óptimo nivel de confort, temperatura interior constanteBajo nivel sonoro

Alta eficacia máximos ahorros energéticos

13/07/10

El rectificador causa una buena penetración del flujo de la cortina de aire a relativamente baja velocidad de aire (non-

turbulente, baja inducción)

Puerta abierta sin cortina de aire Puerta abierta con cortina de aire sin rectificador

Puerta abierta con cortina de aire con rectificador

13/07/10

Comprobación: Eficiencia contra Turbulencia y Velocidad de aire

%1001,

,

curtainairwithoutout

curtainairwithout

Q

Q

Sin rectificador: turbulente

Con rectificador: non turbulente

13/07/10

Medición frontalMedición lateral

Cortina de aire convencional:

Flujo de aire turbulente

Cortina de aire con rectificador:

Flujo de aire non-turbulente

Comprobación (situación de invierno)

13/07/10

-0.9

0

-0.7

5

-0.6

0

-0.4

5

-0.3

0

-0.1

5

0.00

0.15

0.30

0.45

0.60

0.75

0.90

1.05

2.20

2.10

2.00

1.90

1.80

1.70

1.60

1.50

1.40

1.30

1.20

1.10

1.00

0.90

0.80

0.70

0.60

0.50

0.40

0.30

0.20

0.10

0.00

x (m)

z (m)

Zonder luchtgordijn

29.5-30.0

29.0-29.5

28.5-29.0

28.0-28.5

27.5-28.0

27.0-27.5

26.5-27.0

26.0-26.5

25.5-26.0

25.0-25.5

24.5-25.0

24.0-24.5

23.5-24.0

23.0-23.5

22.5-23.0

22.0-22.5

21.5-22.0

21.0-21.5

20.5-21.0

20.0-20.5

T (°C)

Sin cortina de aire

-0.90

-0.75

-0.60

-0.45

-0.30

-0.15 0.0

00.1

50.3

00.4

50.6

00.7

50.9

01.0

5

2.20

2.10

2.00

1.90

1.80

1.70

1.60

1.50

1.40

1.30

1.20

1.10

1.00

0.90

0.80

0.70

0.60

0.50

0.40

0.30

0.20

0.10

0.00

x (m)

z (m)

Met luchtgordijn

29.5-30.0

29.0-29.5

28.5-29.0

28.0-28.5

27.5-28.0

27.0-27.5

26.5-27.0

26.0-26.5

25.5-26.0

25.0-25.5

24.5-25.0

24.0-24.5

23.5-24.0

23.0-23.5

22.5-23.0

22.0-22.5

21.5-22.0

21.0-21.5

20.5-21.0

20.0-20.5

T (°C)

Con cortina de aire ambiente

13/07/10

Aplicaciones industriales Entradas de plantas industriales:

Temperatura interior: 20-25°CTemperatura exterior: 30-40°C

Altura puerta: 5 metrosAncho puerta: 4 metros

13/07/10

Aplicaciones en cámaras frigoríficas

Cortina de aire industrial uni-flujo

Cortina de aire multi-flujos especialmente para cámaras frigoríficas

Cámara frigorífica

temperatura positiva

√ X

Cámara frigorífica

temperatura negativa

Ahorros energéticos √Escarcha y niebla X √

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Problemas comúnes en cámaras frigoríficas

13/07/10

Diferencia de temperatura y humedad relativa convección

Intercambio de energía entre cámara frigorífica y antecámara

Formación de niebla en el vano de la puerta Formación de escarcha en evaporadores, paredes, puerta, suelo y productos

Mala visibilidad Gastos de mantenimiento elevados

Situaciones de pelígro Situaciones de pelígro

Mala higiene de productos almacenados

13/07/10

Cortina de aire especial para cámaras frigoríficas

La cortina retoma aire de la cámara frigorífica y la antecámara a la vez

Sensores continuamente miden la temperatura y humedad relativa del A-flujo

La temperatura del B-flujo está regulada automáticamente para una puerta abierta sin niebla/escarcha y máxima eficiencia energética

13/07/10

Door open - no aircurtain

2.95

2.75

2.55

2.35

2.15

1.95

1.75

1.55

1.35

1.15

0.95

0.75

0.55

0.35

0.15

z [m]

-20--18 -18--16

-16--14 -14--12

-12--10 -10--8

-8--6 -6--4

-4--2 -2-0

0-2 2-4

4-6 6-8

8-10 10-12

12-14 14-16

16-18 18-20

T [°C]

Door open - with MAT aircurtain

2.952.852.752.652.552.452.352.252.152.051.951.851.751.651.551.451.351.251.151.050.950.850.750.650.550.450.350.250.15

z [m]

-20--18 -18--16

-16--14 -14--12

-12--10 -10--8

-8--6 -6--4

-4--2 -2-0

0-2 2-4

4-6 6-8

8-10 10-12

12-14 14-16

16-18 18-20

T [°C]

Puerta abierta sin MAT Puerta abierta con MAT

Door open - with MAT aircurtain

2.952.852.752.652.552.452.352.252.152.051.951.851.751.651.551.451.351.251.151.050.950.850.750.650.550.450.350.250.15

z [m]

-20--18 -18--16

-16--14 -14--12

-12--10 -10--8

-8--6 -6--4

-4--2 -2-0

0-2 2-4

4-6 6-8

8-10 10-12

12-14 14-16

16-18 18-20

T [°C]

13/07/10

1. Puerta cerrada2. Fase inicial después de

abrir la puerta: cortina de aire puesta en marcha

3. Cortina de aire: B-flujo calentado

4. Cortina de aire: calefacción apagada

5. Cortina de aire: completamente apagada

13/07/10

¿Qué pasa cuando el flujo de aire está interrumpido de breve duración?

13/07/10

Aplicaciones en cámaras frigoríficas

• Puerta abierta sin obstáculos logísticos: acceso libre a la cámara frigorífica

• Vano sin niebla: visibilidad y seguridad óptima para empleados

• Ahorros energéticos significantes

• Temperatura constante en la cámara frigorífica

• Cumplir con regulaciones higiénicas

• Eliminación de escarcha: gastos de mantenimiento reducidos

13/07/10

Gracias

por su atención