Se sap que amb les portes obertes de dues zones adjacents s´intercanvia l´aire degut al fet que les lleis de la física tendeixen a equilibrar les diferències de pressió i temperatura dels dos costats.
Bàsicament la transferència d´aire en portes és deguda a aquests 3 factors:
- Diferència de temperatures: a causa del fenomen de la convecció es crea un bescanvi d’aire entre les zones amb temperatures diferents. L’aire calent, més lleuger, puja i s’escapa per la part superior de la porta essent reemplaçat per aire fred que penetra per la part inferior. A una més gran diferència de temperatures major és el bescanvi i en conseqüència es produeixen més perdudes d’energia.
- Diferència de pressions: És recomanable equilibrar la diferència de pressions en la mesura del possible ja que afecta directament al rendiment de la cortina d´aire encara que en algunes instal·lacions, com en sales blanques, una petita diferència ajuda a prevenir l´entrada de partícules de l´exterior.
- Vent, efecte xemeneia i corrents d´aire: Modificant la força del jet d´aire i l´angle de descàrrega, la cortina d´aire pot treballar contra moviments forçats de l´aire com vent o corrents. Però si la velocitat de l´aire entrant és excessiva la cortina d´aire pot resultar menys eficient.
Representació esquemàtica dels principals paràmetres que intervenen en el rendiment d´una cortina d´aire elaborat per la UPC (Universitat Politècnica de Catalunya)
L´eficiència d´una cortina d´aire depèn de l´optimització dels factors que influeixen en el rendiment.
h= ample efectiu del jet α= angle de descàrrega U0= velocitat de descàrrega Θ= angle d´impacte negatiu H= altura de l´obertura P1= Pressió exterior P2= Pressió interior
Els més importants són:
- Turbulències del jet: Un jet amb escasses turbulències serà molt més eficient i estalviarà més energia.
- Velocitat de l´aire: la velocitat de l´aire ha de ser la suficient al llarg de tota la porta.
- Volum de l´aire: Un jet més gruixut fa la cortina d´aire més fort contra la transferència d´aire en la porta.
- Angle de descàrrega: Segons la situació, si el jet està bé orientat incrementarà l´estalvi energètic.
- Tipus de ventilador: axials, tangencials, centrífugs, etc.. Ventiladors amb major pressió creen una pressió superior en el jet que arriba més lluny. Per exemple, si comparem una cortina d´aire amb ventiladors tangencials i una amb ventiladors centrífugs (un mateix volum d´aire), el jet dels ventiladors centrífugs serà major i més fort.
Els estudis de la UPC (Universitat Politècnica de Catalunya) han provat que les turbulències és un dels paràmetres més importants que afectaran a la distància del jet d´aire.
Esquema del comportament de les turbulències en una
Cortina d´Aire elaborat per la UPC (Universitat Politècnica de Catalunya)
La forma optimitzada de la càmera de sortida, la posició i el tipus de ventiladors, la forma de les llepis, etc... afecten substancialment el rendiment del jet.
Ángulo de descarga en cortinas de aire
Diferentes pruebas y estudios universitarios han demostrado que el ángulo de descarga ayuda substancialmente a que la cortina de aire sea más eficiente.
Cuando factores como el viento, diferencias de temperatura o diferencias de presión causan un intercambio de aire desde el exterior hacia el interior, podemos dirigir el jet hacia el exterior unos grados. Entonces la dirección del jet contra el aire entrando ayudará a mantener el aire en el exterior. La dirección del jet será parabólica pero al final alcanzará el suelo aproximadamente en la entrada. Si no podemos ajustar el ángulo de descarga el jet será empujado hacia el interior por lasc fuerzas del aire exterior.
Las fuerzas de la teoría del paralelogramo explican cómo se comportan las fuerzas en la entrada. En los siguientes diagramas se puede ver las diferencias entre las cortinas de aire con lamas fijas y las de lamas ajustables.
Cortina de aire con lamas Cortina de aire con lamas
fijas menos eficiente (1) orientables más eficiente (2)
(1) En este caso, cuando la velocidad del aire de la entrada empuja el jet de la cortina de aire, la resultante de las fuerzas del paralelogramo se desvía hacia el interior.
(2) En el caso de poder ajustar la inclinación de las lamas, cuando ajustamos el jet hacia la entrada, la resultante de las fuerzas del paralelogramo es perpendicular al suelo. Esto significa que el aire del exterior no entra y el aire del interior no se escapa. Además la temperatura interna se mantiene.
Esquema del comportament de les turbulències en unaCortina d´Aire elaborat per la UPC (Universitat Politècnica de Catalunya)La forma optimitzada de la càmera de sortida, la posició i el tipus de ventiladors, la forma de les llepis, etc... afecten substancialment el rendiment del jet.Ángulo de descarga en cortinas de aireDiferentes pruebas y estudios universitarios han demostrado que el ángulo de descarga ayuda substancialmente a que la cortina de aire sea más eficiente.Cuando factores como el viento, diferencias de temperatura o diferencias de presión causan un intercambio de aire desde el exterior hacia el interior, podemos dirigir el jet hacia el exterior unos grados. Entonces la dirección del jet contra el aire entrando ayudará a mantener el aire en el exterior. La dirección del jet será parabólica pero al final alcanzará el suelo aproximadamente en la entrada. Si no podemos ajustar el ángulo de descarga el jet será empujado hacia el interior por lasc fuerzas del aire exterior.Las fuerzas de la teoría del paralelogramo explican cómo se comportan las fuerzas en la entrada. En los siguientes diagramas se puede ver las diferencias entre las cortinas de aire con lamas fijas y las de lamas ajustables.Cortina de aire con lamas Cortina de aire con lamasfijas menos eficiente (1) orientables más eficiente (2)