Tecnologia multiflujo del separador climático MAT.

La tecnología multi-flujo de Biddle soluciona
los problemas de las cámaras frigoríficas
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Tecnología Biddle "MAT" para cortinas de aire
La solución más eficaz para mantener las puertas de cámaras las frigoríficas sin problema.
La niebla y el hielo son problemas en las cámaras frigoríficas. Eso sucede cuando el aire
frió de la cámara entra en contacto con el aire afuera. Una separación física entre la
cámara frigorífica y el exterior no es posible cuando hay tráfico entre los dos. Biddle,
productor de separaciones climáticas encontró la solución: la cortina de aire para cámaras
frigoríficas MAT. Mientras la puerta esta abierta todo el día, los aires fríos y ambientes se
quedan separados.
Desde hace anos se utilizan cámaras frigoríficas con temperaturas negativas para
almacenar productos alimentarios, médicos o químicos. Se encuentran cámaras frigoríficas
de todos tipos y casi cada una es única, por su forma, su volumen, su uso, su capacidad o
su localización. Sin embargo, cada una tiene una puerta que conecta con la zona de
cargamento o la producción, o un túnel que conecta varias cámaras frigoríficas entre ellas.
Esas aperturas sirven para llenar o vaciar las cámaras frigoríficas. Las cámaras
tradicionalmente se llenan con carretillas elevadoras que traen plataformas con mercancías
adentro. Cámaras más modernas utilizan a menudo robots que toman las plataformas
desde circuitos de transportación para traerlas en la cámara en un lugar predefinido.
Pero en todos casos esas puertas abiertas causan un problema: el aire frió escapa de la
cámara y aire caliente y húmedo entra adentro por la parte superior de la apertura. Este
problema provoca otros problemas: niebla, hielo, nieve, pérdidas energéticas, calefacción de
la cámara frigorífica, situaciones peligrosas en la entrada de la cámara frigorífica y costes
de mantenimiento elevado.
Los ingenieros de Biddle BV en Holanda han estudiado los fenómenos que aparecen en las
entradas de las cámaras frigoríficas. Así, han desarrollado un producto que puede
solucionar todos los problemas mencionados mas arriba, para proveer una apertura: el
separador climático MAT.
Problemas causados por la "conveccion libre"
La naturaleza siempre intenta equilibrar las
temperaturas entre dos salas de temperaturas
diferentes. En cada edificio se puede observar este
fenómeno. Si dos salas tienen temperaturas
diferentes, abriendo la puerta entre las dos, el aire
más caliente va a irse hacia la sala mas frió por la
parte superior de la apertura. En oposición, el aire
mas frió va a ir en la sala mas caliente por la parte
inferior de la apertura. Aun una diferencia de
temperatura mínima va a provocar este fenómeno.
Eso se llama "conveccion libre". (ver retrato 1)
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Puerta abierta—sin cortina de aire
2.95
2.75
T [°C]
2.55
2.35
-20--18
-18--16
2.15
-16--14
-14--12
1.95
-12--10
-10--8
1.75
-8--6
-6--4
1.55z [m]
-4--2
-2-0
1.35
0-2
2-4
1.15
4-6
6-8
0.95
8-10
10-12
0.75
12-14
14-16
0.55
16-18
18-20
0.35
0.15
Retrato 1: El efecto de la conveccion con una puerta abierta en una cámara frigorífica
El resultado de dicha conveccion es un enorme intercambio energético cuando se abre la
puerta de une cámara frigorífica. Eso significa que la temperatura en la cámara va a subir,
especialmente alrededor de la puerta. Eso puede perjudicar gravemente a la calidad de los
productos. HACCP describe normas muy estrictas para la temperatura en cámaras
frigoríficas y autoriza muy pequeñas variaciones de estas temperaturas. Sin solución
adecuada, no se puede cumplir con estas normas.
Dado que el aire relativamente caliente de la zona de expedición esta refrigerado
rápidamente por la cámara frigorífica, la humedad relativa sube encima de un 100% y
provoca condensación. Por eso se crea niebla en la entrada de la cámara. Y dado que
este aire es mas caliente que el en la cámara, va a entrar y subir inmediatamente y
pegarse a las paredes y el techo, creando hielo y nieve. (Ver imagen 1). Nieve en los
productos crea problemas con las normas HACCP y hielo en el suelo provoca situaciones
peligrosas para los empleados trabajando en la cámara. El aire frió que escapa de la
cámara puede también crear hielo en el suelo algunos metros enfrente a la cámara,
incrementando así el riesgo de accidente para las carretillas elevadoras.
Otro problema creado por esa húmeda que entra con el aire exterior es el hielo en el
equipamiento de refrigeración. Hielo en las láminas de los ventiladores pueden disminuir
bastante el curso de vida de aquellos y nieve en los evaporadores afecta mucho su
eficacia. Entonces aumentan el mantenimiento y las facturas energéticas, porque se
necesita más capacidad de refrigeración para compensar las perdidas de eficacia de los
evaporadores y las perdidas en la puerta.
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Para minimizar las perdidas a través
de las aperturas, se utilizan a menudo
aletas
plásticas.
Proveen una
separación flexible y transparente
entre los dos climas. Pero esas aletas
están siempre movidas por los
movimientos de aire o por las
carretillas elevadoras. Así, se mezcla
todavía el aire. Además, hielo se
forma rápidamente en aquellas.
Pierden así su transparencia y la
situación se vuelve peligrosa para los
empleados. Por fin, esas aletas
rompen frecuentemente una vez
congeladas. (Ver imagen 2)
Imagen 1: El efecto de la niebla en una cámara frigorífica.
Además, cada vez que plataformas pasan a
través de las aletas plásticas, nieve cae
encima de aquella. Las normas HACCP no
son respectadas en este caso tampoco
porque cuando la gente y las caretillas tocan
las aletas, dejan bacterias encima y esas
bacterias acabaran en las mercancías.
Pueden imaginar lo que sucedería si
bacterias de salmonelas de pollo acaban en
unas frutas que son comidas frescas y no
cocinadas.
Imagen 2: Aletas de plástico congeladas en la entrada de una cámara frigorífica
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Una solución escogida a menudo para
minimizar las perdidas energéticas es el
uso de las puertas dichas "rápidas". Esas
puertas se abren tirando una cuerda
cuando la gente se acerca de la entrada.
Aparte de una inversión bastante
importante, tienen varias desventajas:
cada vez que se abren, una gran cantidad
de aire caliente entra en la cámara. Esas
puertas son bastante débiles y se dañan
fácilmente. Choques y congelación causan
problemas y los costes de reparación son
muy altos. Por fin, las aperturas y los
cierres afectan la fluidez de la logística.
Imagen 3 - 6: Aletas plásticas dañadas
provocan perdidas energéticas, creación
de niebla y mala visibilidad a través de la
entrada.
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Solución: El separador climático BIDDLE MAT
Imágenes 7 - 8: La solución Biddle con un separador climático MAT
Las imágenes arriba muestran la solución para obtener una entrada bien abierta, con el
separador climático MAT. MAT significa Multi Airstream Technology, una tecnología
patentada que utiliza tres flujos de aire para crear una buena separación entre el clima de
la cámara frigorífica y el exterior, y evitar la formación de niebla y de hielo. Así se obtiene
una entrada sin obstáculo, sin hielo en el suelo, las paredes o el techo, no posibilidad de
crecimiento de bacterias, no perdidas de energía ni subida de temperatura en la cámara
frigorífica.
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Como funciona?
Retrato 2: El concepto de funcionamiento del separador climático MAT
Evitando turbulencias y condensación
El separador climático MAT utiliza tres flujos de aire. Esos flujos son creados por unos
ventiladores potentes y pasan por una rejilla rectificadora antes de salir del aparato. El MAT se
instala en un pórtico de soporte enfrente a la cámara frigorífica. La rejilla de soplado
"rectifier" (patentada) asegura tener flujos de aire casi laminarios que alcanzan el suelo a baja
velocidad, sin turbulencias.
Recirculando el aire de la cámara frigorífica (flujo "C") y el aire exterior ("A"), el MAT rompe
la conveccion libre e impide los intercambios de energía entre las dos salas. Pero hasta
ahora queda un problema: la creación de niebla cuando los dos flujos de aire entran en
contacto.
El diagrama de Mollier (imagen 3) enseña que el aire caliente y húmedo (punto "A" en el
grafico) que entra en una zona congelada y seca (punto "C") en la cámara frigorífica va a
condensar. Por eso el separador climático MAT tiene un tercer flujo de aire "B" en el
grafico). Ese flujo se compone de aire de la cámara frigorífica calentado por el MAT hasta
una temperatura suficiente para bajar su humedad relativa. Así ese aire actúa como una
esponja que va a captar la humedad del aire ambiente antes de que entre en la cámara
frigorífica. El el diagrama de Mollier vemos que quedamos así afuera de la zona de
saturación.
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Retrato 3: El diagrama de Mollier que enseña el principio de funcionamiento
Ahorros de energía gracias a una regulación inteligente
Para controlar los tres flujos de aire y para proveer siempre suficiente calefacción
para el flujo B, el MAT es equipado de de varios controladores digitales
inteligentes. El MAT posee también sondas para conocer siempre la temperatura y
la húmeda afuera de la cámara frigorífica. Dependiendo de los datos registrados
por esas sondas, la regulación automática ajusta la temperatura del flujo B al nivel
mínimo para impedir la creación de niebla. Cuando la temperatura o la húmeda
cambia afuera de la cámara, la regulación recalcula la temperatura necesaria al
flujo B. Eso garantiza un buen funcionamiento del separador climático con un
consumo energético mínimo.
Con propios ajustes del MAT, las perdidas energéticas pueden ser disminuidas de un
80 - 90%.
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Mantenimiento
El MAT necesita ciclos de descongelación. Estos empiezan automáticamente cuando la
puerta se cierra. Normalmente el aparto necesita 40 minutos cada 8 horas para
descongelarse. Aparte de eso el mantenimiento del MAT es solamente una comprobación
anual para asegurarse que los ventiladores funcionan bien. También si el aparato esta
situado en una zona sucia, habrá que limpiarlo de vez en cuando con aire a alta presión. El
controlador digital indique unos códigos de errores posibles y el estatu actual del MAT
Imágenes 9 - 10: La diferencia entre una entrada sin MAT y con un MAT. Se ve niebla
en la izquierda y clara visibilidad en la derecha.
Se puede utilizar el MAT en cada situación?
Hay varias reglas que permiten optimizar el uso del MAT. La altura de instalación (y
entonces la altura de la puerta de la cámara frigorífica) tiene una limite. Dependiendo de las
condiciones, esa altura máxima es de 3,5 hasta 4 metros. Aunque el MAT puede eliminar la
niebla con alturas superiores, eso necesitaría un consumo energético demasiado alto para que
sea una solución rentable.
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La energía que se pierde a través de una apertura puede ser calculada con la siguiente
formula de Mann/Hofer:
A partir de esa formula podemos concluir que la energía perdida aumenta con:
Q = h3/2
donde ‘Q’ es la energía perdida a través de la puerta abierta y ‘h’ la altura de dicha puerta
En una cámara frigorífica con una temperatura de -25°C/90% y con una zona de
cargamento de +10°C/70%, las perdidas energéticas varían con la altura de la puerta como
demostrado en el grafico 4.
Energy loss through open door
cold store:-25°C/90% - loading hall +10°C/70%
450
400
350
300
250
Losses
200
150
100
50
0
1
2
3
4
5
Door height [m]
Retrato 4: Perdidas energéticas a través de una puerta abierta dependiendo de la altura
de esta puerta.
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Selección e instalación
Como explicado antes, el controlador del MAT ajusta automáticamente la temperatura del
flujo B a las condiciones afuera de la cámara frigorífica. Gracias a esa opción de regulación
automática, el MAT puede manejar todas las combinaciones de temperatura y de húmeda
afuera de la cámara frigorífica, en ciertos límites. Esos límites dependen de la temperatura de
la cámara. La imagen 5 enseña un ejemplo para una cámara frigorífica con una temperatura
de -20°C y una puerta de 3 metros de altura. Eso enseña hasta que temperatura y húmeda el
MAT puede funcionar bien, en sus dos versiones: "E-type" (estándar) y "EEtype" (capacidad
de calefacción aumentada).
100
EE type - extra capacity
E type - base capacity
90
cold store temperature
(°C)
discharge fan speed
-20
1
80
mist in doorway
70
60
50
40
30
uncertainty in rel. humidity
20
clear doorway
10
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Loading bay temperature (°C)
Retrato 5: Limites de eficacia del MAT E-type y EE-type
El separador climático MAT es disponible en tres tamaños: 1,35 metro, 1,80 metro y 2,25
metros. Para puertas mas anchas, varios MAT pueden ser instalados juntos. Para un buen
funcionamiento, el MAT debe ser instalado en un soporte aislado en los lados como indicado
en la imagen 6. El aparato puede ser colgado a un pórtico de soporte o directamente al techo.
El MAT es hecho en acero inoxidable. El peso total, con los ventiladores, las partes
electrónicas y la batería de calefacción, varia entre 400 y 700 kgs. Esquemas de pórticos de
soporte son disponibles bajo demanda.
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Retrato 6: Un ejemplo de soporte para el MAT
Para que el MAT funcione bien, hay que asegurarse que no hay corrientes de viento
alrededor de la entrada de la cámara frigorífica. Eso significa básicamente que no debe
haber una puerta cerca del MAT que da hacia el exterior. Si hay otras puertas en la cámara
frigorífica, hay que asegurarse que no creen circuitos de aire. Biddle desaconseja instalar
un MAT en una puerta entre la cámara frigorífica y el exterior del edificio directamente. Si
hay varias puertas a diferentes niveles (alturas) en la cámara, se debe evitar abrirlas al
mismo tiempo para evitar otra vez movimientos de aire fuertes que ninguna cortina de aire
o plástica podría bloquear.
Se entrega el MAT con un controlador y un contacto de puerta. El aparato necesita 3 fases y
400V. El controlador debería estar instalado cerca del MAT.
Instalando el innovador MAT, tienen la posibilidad trabajar con las puertas abiertas con
costes energéticos minimizados y con una eficacia logística máxima.
Se puede cumplir así fácilmente con las normas de higiene y los empleados pueden
trabajan en un ambiente seguro.
Si quieren más información sobre el separador climático MAT, no duden en ponerse en
contacto con Biddle BV en Holanda o con su representante local.
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03750 Pedreguer (Alicante)
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