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Jul 05, 2023

Les rideaux d'air vont au-delà des utilisations industrielles

Par Stephen Benes Les rideaux d'air déchargent un flux d'air constant vers le

Par Stephen Bénès Les rideaux d'air déchargent un flux d'air constant vers le seuil d'une porte ouverte pour séparer les conditions intérieures et extérieures. En plus d'aider à protéger du froid ou de la chaleur, ils sont également utiles pour contrôler les infiltrations de poussière et d'insectes volants. Généralement montés à l'intérieur et au-dessus d'une porte, ces composants CVC sont destinés à limiter les pertes d'énergie des ouvertures et à améliorer le confort de l'air intérieur.

Pendant des décennies, les rideaux d'air de qualité industrielle ont été utilisés avec succès pour les portes d'expédition et les applications intérieures où les environnements à moyenne et basse température nécessitaient une séparation pour les économies d'énergie, le contrôle de la qualité de la fabrication ou le confort des employés. Divers modèles pour d'autres types de bâtiments sont apparus au cours de la dernière décennie en raison d'une myriade d'innovations des fabricants. Ces nouveaux types de rideaux d'air répondent directement aux demandes de nouvelles applications allant de :

Laver les voitures Au cours des 20 dernières années, les rideaux d'air ont régulièrement dépassé les applications industrielles de base pour aider les propriétaires de bâtiments à lutter contre diverses batailles en matière de qualité de l'air intérieur (QAI) et d'énergie. Un exemple typique est un lave-auto du Québec avec une quête hivernale quotidienne de lutte contre le sel, la saleté et la crasse des routes canadiennes sur les véhicules. Le Groupe Harnois, basé à Saint Thomas et comptant 80 sites, et son organisation de commercialisation du pétrole ont trouvé les rideaux d'air particulièrement efficaces pour réduire les accumulations de glace nécessitant beaucoup d'énergie et d'entretien à son lave-auto automatique de Saint Charles-Borromée.

Le temps sous le point de congélation nécessitait généralement un entretien quotidien continu pour éliminer la glace de l'équipement mécanique en raison du barrage de pulvérisation et de rinçage. Par conséquent, les rails et les rouleaux de la porte basculante, ainsi que l'équipement de lavage mécanique des voitures, présentaient régulièrement des accumulations de glace qui nécessitaient un enlèvement et un entretien de routine. L'installation a été construite avec des radiateurs au gaz, mais avec une porte de 3 x 3 m (10 x 10 pi) ouverte en permanence, les pertes d'énergie étaient coûteuses et le chauffage ne faisait pas grand-chose pour compenser l'accumulation de glace.

Les rideaux d'air conventionnels typiques ne sont pas conçus pour ces types d'environnements humides - dans ce cas, le propriétaire a travaillé directement avec un représentant du fabricant basé à Montréal pour concevoir le produit sur mesure pour les conditions de lavage de voiture. L'entreprise a spécifié les options d'une armoire en acier inoxydable et de trois moteurs 1/2 hp spéciaux hermétiquement scellés pour les trois ventilateurs de l'unité de 3,4 m (132 po) de long. Un serpentin à eau chaude intégré qui complète le chauffage de l'espace de 46,5 m2 (500 pieds carrés) a été utilisé. Les chaudières existantes du lave-auto, qui fournissent de l'eau chaude pour les séquences de lavage, alimentent également le serpentin d'eau chaude embarqué de 173 MBtu/h du rideau d'air.

Le rideau d'air a été installé par l'Entreprise de Réfrigération et Climatisation Claude Bédard de Joliette, au Québec. Il est monté au-dessus et à l'intérieur de l'ouverture de la porte et calibré manuellement pour évacuer l'air à quelques centimètres à l'extérieur du seuil de la porte afin de créer un « joint » qui retient jusqu'à 80 % de l'air intérieur conditionné, tout en empêchant l'infiltration de sous-gel extérieur. rafales d'air et de vent de 8 km/h (5 mi/h) ou moins. Un thermostat dans la salle mécanique de l'installation avec un capteur extérieur active le rideau d'air lorsque les températures extérieures approchent des niveaux de congélation.

Rideaux plus longs pour les vaches Jusqu'à récemment, les rideaux d'air de 3,7 m (12 pi) de long constituaient la longueur maximale pour une seule unité de construction cataloguée. Des portes plus larges nécessitaient des rideaux d'air fabriqués sur mesure. Certains fabricants ont simplement boulonné plusieurs unités modulaires pour couvrir une large portée. Cependant, les rideaux d'air jusqu'à 4,9 m (16 pi) de long sont maintenant des articles de catalogue général pour certains fabricants, ce qui réduit considérablement le coût.

Contrairement à plusieurs unités boulonnées ensemble, ces unités simples n'ont généralement pas besoin de support intermédiaire, ce qui peut réduire considérablement le temps d'installation. De plus, alors que l'espace entre les unités boulonnées crée souvent des vides d'air, les produits à construction unique peuvent utiliser des largeurs de flux d'air de soufflante et de buse qui couvrent toute la portée sans aucune interruption ni turbulence. Le volume, la vitesse et l'uniformité (VVU) appropriés du flux d'air sont essentiels à la performance et à l'efficacité du rideau d'air.

Par exemple, l'emplacement de Calgary d'une entreprise de camionnage, Coastal Pacific Xpress, avait besoin de rideaux d'air de 4,9 m de long dans une cabine de lavage de tracteurs et de remorques pour protéger l'équipement des gelées hivernales. Les coûts supplémentaires associés aux unités tandem auraient été autrement prohibitifs.

Des rideaux d'air plus longs ont également suscité l'intérêt des agriculteurs commerciaux. Griesen's Family Dairy, située à Prairie du Sac, dans le Wisconsin, a récemment installé des rideaux d'air pour réduire les pertes de production. La ferme de taille moyenne de 680 vaches a subi des retards de production en hiver en raison du gel de l'équipement de traite automatique situé près des entrées de la salle de traite, et de problèmes de blessures potentiels dus aux sols glissants et au mauvais confort de l'air intérieur pour les employés et les animaux.

Les jours où la température ambiante est supérieure à 0 C (32 F), le système radiant du plancher alimenté par une chaudière en acier inoxydable de 400 000 BTU, efficace à 95,1 %, combinée à la production de chaleur inhérente de 4 000 BTU/h de chaque vache, maintient adéquatement la salle de traite plage de température cible de 3,3 à 4,4 C (38 à 40 F). Le système de chauffage était adéquat malgré le fait que le copropriétaire Hans Griesen préfère que les deux entrées de 4,9 x 2,4 m (16 x 8 pi) restent ouvertes pendant trois quarts de travail quotidiens pour la productivité optimale de la salle de traite à chevrons de 24 stalles et Entrée et sortie. Cependant, les jours où il faisait sous le point de congélation, le système de chauffage ne pouvait pas maintenir les températures de consigne près des entrées.

Griesen a d'abord essayé les appareils de chauffage portables à air pulsé. Alors que les entrées étaient plus chaudes, le coût du carburant de 100 $/jour, les odeurs de combustion et les risques d'incendie potentiels n'étaient pas souhaitables. De plus, un employé dédié à faire fonctionner les deux portes toute la journée était considéré comme un coût prohibitif.

Griesen a également envisagé à la fois les rideaux à lanières et la technologie des rideaux d'air afin que les portes d'entrée puissent rester ouvertes. Les rideaux à lanières sont des bandes de polyvinyle transparent qui pendent librement dans une porte pour bloquer l'infiltration d'air et permettre le passage des piétons. Ceux-ci ont été jugés trop gênants pour les animaux; de plus, son premier examen d'un rideau d'air dans une ferme voisine n'était pas positif.

Dans cette autre installation, un rideau d'air bon marché a été utilisé, avec de courtes longueurs boulonnées en tandem pour couvrir la large porte. Le rideau d'air était bruyant, sa construction modulaire vibrait et il n'a pas réussi à fournir le bon équilibre VVU du flux d'air pour empêcher l'infiltration d'air extérieur, selon Griesen.

Clyde Conger, directeur général du revendeur d'équipements de manutention Bernie's Equipment Co. (Holmen, Wis.) a recommandé des rideaux d'air pour retenir la chaleur dans la salle de traite. Conger a travaillé avec les ingénieurs d'un fabricant pour spécifier deux rideaux d'air de construction monobloc de 4,9 m (16 pi) de long, qui ont ensuite été montés au-dessus des portes ouvertes de l'espace. Le résultat a retenu jusqu'à 80 % de l'énergie de l'installation, même lors de charges de vent allant jusqu'à 8 km/h (5 mi/h). Les rideaux d'air avaient :

Par conséquent, il n'y a pas d'espace dans le flux d'air de 216 m3/min (7 631 pi3/min) et 498 m/min (1 635 pi/min) généré à travers les entrées de 4,9 m de large, et l'équipement de la salle de traite ne gèle plus.1

Sécurité industrielle Pendant des années, les portes dans les environnements industriels dangereux nécessitaient des rideaux d'air conçus sur mesure ou étaient laissées sans protection contre l'exposition aux pertes d'énergie. Le premier est coûteux et peut dépasser de nombreux budgets de maintenance industrielle, mais maintenant, certains fabricants de rideaux d'air ont catalogué des équipements pour emplacements dangereux (HL), ce qui réduit le prix et permet également une disponibilité plus rapide.

Dans les industries de transformation des aliments ou de fabrication pharmaceutique, les portes d'expédition non protégées ne sont pas une option car les insectes volants créent des problèmes d'assainissement. Pendant ce temps, les installations chimiques et les garages d'autobus au gaz naturel (GNC) ont des considérations HL telles que les fumées ou les poussières inflammables en suspension dans l'air qui peuvent facilement s'enflammer à partir d'arcs électriques.

Par conséquent, les rideaux d'air HL sont construits avec des moteurs antidéflagrants et des ventilateurs résistants aux étincelles, des composants électriques et des matériaux. Les rideaux d'air sont également conformes aux codes électriques qui dictent des exigences particulières pour les sites HL.

Étant donné que les portes industrielles peuvent être vastes, les unités HL modulaires ou à construction unique doivent pouvoir couvrir la largeur de porte standard de 4,9 m (16 pi) et offrir une gamme de moteurs de 1/2 à 15 ch, ce qui est important. pour couvrir des hauteurs de porte aussi élevées que 6,1 m (20 pi). Des serpentins vapeur et eau chaude en option pour chauffer entre 54 et 82 C (130 et 180 F) pour fournir des élévations de température variant entre 17 et 25 C (30 et 45 F), selon le modèle, peuvent également être ajoutés.

Les métaux utilisés dans la construction des rideaux d'air sont tout aussi importants que les composants. Par exemple, il ne devrait y avoir aucun contact entre les métaux ferreux pour éviter les étincelles.

En plus de séparer les environnements au niveau des portes, l'aspiration continue d'air dans un rideau d'air peut ajouter un avantage de ventilation en aidant à minimiser la formation de poches d'air de vapeur.

Rehausser l'esthétique avec des supports encastrés au plafond Dans les halls d'hôtels, d'hôpitaux et d'autres espaces commerciaux où l'esthétique est primordiale, une boîte métallique visible au-dessus d'une porte, même équipée d'un revêtement en poudre de haute technologie et de grilles attrayantes, a dissuadé certains architectes et ingénieurs de les spécifier. Par conséquent, les nouveaux rideaux d'air montés au plafond avec des composants encastrés dans le plafond et un cadre encastré à revêtement en poudre sont devenus populaires.

Au théâtre Salle André Mathieu de Laval, au Québec, les productions théâtrales populaires du Collège de Montorency attirent des foules immenses qui remplissent le hall et créent des files d'attente devant les portes d'entrée bien avant le début des productions. Les clients en attente ont tenu les portes d'entrée ouvertes, ce qui a permis aux vents d'hiver de s'infiltrer et de refroidir le hall ainsi que le coin salon du théâtre. Les radiateurs électriques intégrés au plafond du hall ne pouvaient pas maintenir des températures confortables dans ces conditions défavorables.

Pour résoudre les problèmes de perte d'énergie et de confort de l'air intérieur, l'ingénieur-conseil Marcel A. Provost, P.Eng. (mandataire chez MLC Associés Experts Conseils) a spécifié des rideaux d'air de 1829 mm (72 po) de longueur pour chacune des quatre portes d'entrée de 2,4 x 1,8 m (8 x 6 pi). L'entrée du vestibule du hall et l'entrée des sièges du théâtre ont chacune une paire de rideaux d'air. Provost a spécifié une conception encastrée au plafond plus esthétique qui affleure le plafond et n'apparaît que comme une grille d'alimentation en air commune.

Les rideaux d'air sont activés lorsque leurs portes respectives sont ouvertes ; ils s'éteignent automatiquement avec un délai de 60 secondes après la fermeture de la porte, effectuant une séparation environnementale économe en énergie qui permet au collège d'économiser des milliers de dollars en frais de chauffage annuels. Ils ont également des serpentins de chauffage de 20 kW à commande thermostatique avec des dispositifs de modulation qui n'utilisent leur capacité que lorsque la température du hall chute de 1,1 C (2 F) en dessous du point de consigne.

Les chutes de température inférieures à 1,1 C étrangleront le serpentin de chauffage en s'allumant et s'éteignant à pleine capacité toutes les 15 secondes, en fonction des températures extérieures. De plus, le ventilateur est conçu pour fonctionner plus longtemps après l'arrêt du serpentin de chauffage afin de profiter de la chaleur disponible pendant qu'il refroidit. Cette stratégie de surveillance et de contrôle est une rupture sophistiquée avec les rideaux d'air industriels, dont beaucoup n'ont que de simples interrupteurs marche/arrêt manuels.

Pour s'assurer que les performances du rideau d'air sont exactes, le personnel de maintenance du collège a également été formé par le fabricant pour surveiller les performances du débit d'air, les angles des buses et des aubes et les réglages du ventilateur à trois vitesses. Les rideaux d'air, qui ont été installés par Serge Chabot & Fils (Marieville, Qué.), ont permis au collège d'économiser environ 30 % par an avec un retour sur investissement d'environ trois ans.

Innovations en restauration L'un des segments de l'industrie des rideaux d'air à la croissance la plus rapide est celui des nombreuses innovations différentes pour les opérations de restauration et de restauration. Pendant des décennies, ces produits étaient généralement utilisés uniquement sur les entrées arrière pour éliminer les insectes volants et améliorer l'assainissement général près des zones d'expédition et de la cuisine. Aujourd'hui, les modèles gèrent des tâches spécifiques dans des domaines tels que les entrées de chambres froides, les fenêtres de service au volant et l'entrée principale. Les trois scénarios sont économes en énergie, mais les deux derniers contribuent à minimiser l'infiltration de mouches qui peut affecter l'assainissement.

« Nous avons eu un marché en croissance dans les rideaux d'air pour les fenêtres de service au volant et les chambres froides principalement de la part de l'utilisateur final de la restauration », a déclaré Bill Myles, président d'une société de représentants de fabricants basée à Richmond Hill, en Ontario, pour divers Produits liés à la QAI. "Maintenant, nous voyons des ingénieurs-conseils spécifier ces deux produits parce qu'ils réalisent leurs avantages. Même si les fenêtres de service au volant et les chambres froides ne représentent qu'une petite partie des économies d'énergie totales pour un restaurant, ces petites choses ajoutent vraiment lorsque vous les combinez. »

Il a été prouvé que les rideaux d'air frais de plain-pied surpassent le potentiel d'économie d'énergie des portes battantes battantes et des rideaux à lanières ; de plus, ils produisent un retour sur investissement rapide de moins de deux ans, selon le nombre de cycles de porte.

Donoghue & Pivirotto Enterprises, un franchisé de restauration rapide de Pennsylvanie qui exploite quatre magasins Arby's, a effectué ses propres tests pour déterminer le potentiel de réduction de la consommation d'énergie des chambres froides. Le franchisé a effectué un test audité de deux semaines sur une chambre froide de 3 x 3,7 m (10 x 12 pieds) dans un restaurant de 307 m2 (3300 pieds carrés). Avec l'aide de son entrepreneur en CVC/R, ICA Mechanical, l'entreprise a supervisé l'équipement et la comparaison de l'entrée de la chambre froide avec un rideau d'air pendant une semaine et une semaine sans.

Les résultats ont prouvé que le compresseur du circuit de réfrigération a fonctionné 1,75 heure de moins pendant une semaine de fonctionnement, soit une réduction de 27 % de la durée de fonctionnement du compresseur et de l'usure de l'équipement. L'amélioration a entraîné près de 100 heures de fonctionnement en moins par an pour une économie annuelle estimée à 447 $ et un retour sur investissement de 1,6 an. Les restaurants avec des chambres froides plus grandes et plus de cycles de porte et de trafic piétonnier réaliseront de plus grandes économies et des retours sur investissement plus courts.

Alors qu'ils apparaissent désormais principalement en option sur les nouveaux modèles des fabricants de chambres froides, plusieurs fournisseurs facilitent la mise à niveau avec un kit qui comprend un rideau d'air conçu spécifiquement pour la taille et la configuration uniques des chambres froides. Certains kits comprennent un centre de contrôle/charge pré-câblé de 24 V dans un petit boîtier et un interrupteur de porte magnétique marche/arrêt. Une fois l'alimentation de 120 V étendue à la zone, le kit pré-câblé peut être installé en aussi peu que 15 minutes avec des outils conventionnels et des connaissances électriques de base.

Outre les chambres froides, une autre tendance dans les industries de la restauration et de la restauration est les nouveaux rideaux d'air de fenêtre pour le service au volant, qui sont utilisés à diverses fins dans certains emplacements de chaînes de restaurants, comme certains Tim Hortons et McDonald's en Ontario, et certains emplacements Harvey's. en Alberta. Ils minimisent l'infiltration d'insectes volants et d'air extérieur, protègent l'employé à l'intérieur des fumées des véhicules au ralenti et de l'air froid de l'hiver.

ConclusionAlors que la consommation d'énergie et les coûts deviennent plus importants, et que l'accent est mis sur la qualité et le confort de l'environnement intérieur, les fabricants de rideaux d'air continuent de développer de nouveaux produits qui peuvent être spécifiés pour s'adapter à de nombreuses autres industries.

Stephen Benes est directeur régional des ventes chez Berner International Corp., un fabricant de rideaux d'air de 58 ans. Il peut être contacté à [email protected].