Cortines d'aire: Tecnologia

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 lames, etc. afecten substancialment el rendiment del jet.

Angle de descàrrega en cortines d'aire

Diferents proves i estudis universitaris han demostrat que l'angle de descàrrega ajuda substancialment al fet que la cortina d'aire sigui més eficient.

Quan factors com el vent, diferències de temperatura o diferències de pressió causen un intercanvi d'aire des de l'exterior cap a l'interior, podem dirigir el jet cap a l'exterior uns graus. Llavors la direcció del jet contra l'aire entrant ajudarà a mantenir l'aire a l'exterior. La direcció del jet serà parabòlica però al final arribarà al sòl aproximadament a l'entrada. Si no podem ajustar l'angle de descàrrega el jet serà empès cap a l'interior per les forces de l'aire exterior.

Les forces de la teoria del paral·lelogram expliquen com es comporten les forces a l'entrada. En els següents diagrames es pot veure les diferències entre les cortines d'aire amb lames fixes i les de lames ajustables.

Cortina d'aire amb lames fixes menys eficient ⁽¹⁾

Cortina d'aire amb lames orientables més eficient ⁽²⁾ 

⁽¹⁾ En aquest cas, quan la velocitat de l'aire de l'entrada empeny el jet de la cortina d'aire, la resultant de les forces del paral·lelogram es desvia cap a l'interior.

⁽²⁾ En el cas de poder ajustar la inclinació de les lames, quan ajustem el jet cap a l'entrada, la resultant de les forces del paral·lelogram és perpendicular a terra. Això vol dir que l'aire de l'exterior no entra i l'aire de l'interior no s'escapa. A més la temperatura interna es manté.