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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 √
13/07/10
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