Sistemas de Ventilación Gas Natural
1. Descripción
•
•
La ventilación es la técnica que permite sustituir el aire interior de un local, considerado inconveniente por su falta de pureza, temperatura inadecuada o humedad ecesiva, por otro eterior de me!ores caracter"sticas. #l sistema de ventilación permite cam$iar, renovar, % etraer el aire interior de un recinto % sustituirlo por aire nuevo del eterior. #isten dos formas de calcular el caudal de aire necesario para un local $asadas en& o
o
#l n'mero de ocupantes % a razón de (,)l*s por persona +en casos en que no eista polución a!ena a las personas. #l n'mero de renovaciones por hora en función de la actividad que se desarrolle en el edificio.
#n la actualidad m-s del )/ de los intercam$ios de ener0"a, entre un edificio % su entorno, se producen por la renovación de aire.
. 2onceptos $-sicos
•
•
.1 3ipos de ventilación
La ventilación de un local puede ser natural o forzada. Se ha$la de ventilación natural cuando no ha% aporte de ener0"a artificial para lo0rar la renovación del aire. La ventilación forzada utiliza ventiladores para conse0uir la renovación.
.1.1 Ventilación natural #s la que emplea la fuerza del viento y las diferencias de temperatura para lo0rar el movimiento del aire. Sus principios $-sicos son& la diferencia de altura, diferencia de temperatura, acción del viento, car0a térmica.
.1. Ventilación forzada 4ueda ase0urada empleando ventiladores y extractores, cu%a e!ecución es o $ien de tipo individual +viviendas, peque5os centros comerciales, etc., % de tipo c olectivo +escuelas, hoteles % 0randes centros comerciales, etc.
. 6ar-metros implicados en los estudios de ventilación Los sistemas de ventilación se dimensionan % caracterizan, mediante el an-lisis de los si0uientes par-metros& o
o
o
o
o
#l caudal, es el volumen de aire movido por un ventilador por unidad de tiempo, sus unidades son m7*h o m7*s. 6resión est-tica, es la porción de la presión de aire de$ida solamente al grado de compresión del mismo, al mar0en de la dirección % el sentido de la velocidad. 6resión din-mica, es la porción de la presión de aire de$ida solamente al movimiento del aire, equivale a la transformación de la ener0"a cinética en ener0"a de presión. 6resión total, es la presión de$ida al 0rado de compresión del aire % a su movimiento . Grado de humedad del am$iente, es la relación entre la cantidad de vapor de agua contenido en el aire % la m-ima cantidad que podr"a contener a esa temperatura. La necesidad de controlar niveles de humedad del aire dentro de los l"mites esta$lecidos como conforta$les lleva, en ocasiones, a la utilización de sistemas de humidificación del aire.
.7 8plicaciones de la ventilación en función del uso del edificio Los sistemas de ventilación en los diferentes am$ientes de$er-n dise5arse de modo que el aire se distri$u%a uniformemente en la zona ocupada.
.7.1 Ventilación en cuartos h'medos +aseos, cocinas, etc. o
o
La ventilación mec-nica me!ora las condiciones de ha$ita$ilidad ase0urando el $arrido de los contaminantes, adem-s proporciona medios para recuperar la energía del aire extraído, antes de ser epulsado, con una renta$ilidad térmica alta. Desde el punto de vista de eficiencia ener0ética es importante que el caudal extraído sea el mínimo, %a que de$e ser sustituido por aire eterior que naturalmente de$e ser calentado %*o refri0erado.
.7. Ventilación natural % forzada en 0ara!es o
o
Disponen de ventilación natural o forzada para la evacuación de los humos. #l sistema impedir- % 0arantizar- que no se alcancen niveles peli0rosos de monóxido de carbono (C0).
.7.7 Ventilación en edificios de altura
o
Los huecos de escalera en los edificios de varias plantas +hoteles, oficinas, etc. de$en mantenerse presurizados % adem-s se intentar- evacuar los humos de la com$ustión de modo natural, por medio de clara$o%as u$icadas en la parte superior.
.7.9 Ventilación en cocinas o
o
#n cocinas industriales +hoteles, escuelas % domésticas, el sistema de conductos es independiente de toda etracción o ventilación % eclusivo para cada local o cocina. #l caudal que debe extraer tiene que diluir los polulantes desprendidos en la cocción, los 0ases, % de los focos de calor. Siempre se ase0ura la depresión para evitar que los olores invadan el resto de las estancias.
7. 2omponentes
•
•
7.1 Ventiladores % etractores
:a% una 0ran variedad de ventiladores, disponi$les en el mercado, en función de los tipos % tama5os. Siendo los de 0ran tama5o los que tra$a!an en sistemas de conductos % los que presentan me!ores oportunidades de ahorro ener0ético. Son equipos cu%a misión es mover aire por medio de una unidad impulsora llamada rodete, % en el caso de etraer aire se denominan etractores.
Se clasifican en&
Axial o helicoidal , el flu!o de aire es paralelo al e!e de 0iro o rodete. adiales o centrífugos, el rodete dispone de unos -la$es o paletas denominadas tur$inas que 0iran dentro
de una envolvente o voluta arrastrando el aire a una presión elevada. ;endimiento m-imo +/
Ventilador centr"fu0o
= / = / >) / ( / > / ( / = /
!entiladores de las "nidades de #ratamiento de Aire ("#As) , los m-s utilizados son los centr"fu0os de
do$le o"do +suave aceleración del flu!o de aire dentro del rodete, la clasificación se0'n el rendimiento % en orden decreciente es& Con $labes aerodin$micos% clase A . La disposición de los -la$es es hacia atr-s, tienen una velocidad de
0iro alta. Con $labes curvos% clase &. 3ienen pocos -la$es, inclinados hacia atr-s. No tienen la eficiencia del anterior. 'e $labes mltiples% clase C . 3ienen -la$es curvos, inclinados hacia delante, tienen un rendimiento mu%
inferior a los anteriores, no siendo aptos para dar presiones elevadas.
7. ?nidades de tratamiento de aire +?38S #n ellas se acondiciona el aire con el a0ua caliente +o fr"a, para su distri$ución por conductos % su emisión por difusores en techo, paredes o suelos. #s el sistema m-s comple!o, se emplea para superficies medias o 0randes, o donde se precisa calentamiento % refri0eración con un mismo sistema +adem-s de renovación de aire, filtrado, etc.. De sus caracter"sticas, podemos destacar&
2uentan con sistemas de control de la temperatura individualizados, que permiten ahorros de ener0"a del / al 7/. #stos sistemas pueden ser re0ulados de modo local +con termostato individual % por control remoto empleando sistemas de 0estión centralizada. Disponen de secciones de mezcla dotadas de compuertas de accionamiento autom$tico, con diversas funciones&
o
o
o
@reeAcoolin0, o enfriamiento gratuito, mezclan aire eterior fr"o +invierno % aire de retorno para a!ustar su temperatura a la de consi0na e impulsarlo al sistema. #sta$lecer el caudal mínimo de aire eterior para ase0urar la renovación del aire que eiste en el interior del edificio e impedir la entrada de aire cuando queramos evitar la con0elación de una $ater"a. 2ontrolar la presurización del recinto o zona acondicionada.
7.7 ;ecuperadores de flu!o cruzado #s un dispositivo que se encar0a de intercam$iar la ener0"a térmica del aire viciado etra"do del interior del local conocido como aire de retorno, con el aire eterior. 2on ello se consi0ue aprovechar parte de dicha ener0"a % reducir el consumo de ener0"a
•
9. Bedidas de eficiencia
•
9.1 2riterios de dise5o Be!orar las condiciones de los elementos constructivos empleados en los cerramientos de los locales para evitar la 0anancia térmica +o$tención de calor tanto interior como eterior, dot-ndolos de ventilación inducida natural mediante la u$icación de re!illas de admisión en las fachadas % con etracción forzadas. Las carpinterías cada d"a incrementan su estanqueidad, por tanto no es ló0ico ase0urar la ventilación a través de las infiltraciones. ;especto al tiro forzado empleado para la etracción es necesario que se encuentre asistido por un ventilador. #l aislamiento en las paredes, el a!uste de puertas % ventanas, la utilización de do$le acristalamiento son medidas que a%udan a evitar el despilfarro de ener0"a de$idas a infiltraciones descontroladas. Solamente en los espacios habitados, es necesario mantener las condiciones de $ienestar, manteniendo estos criterios fuera de las zonas ocupadas conduce a un despilfarro de ener0"a.
'esconectar los equipos de ventilación cuando no son necesarios. #n las instalaciones que se utilicen
intermitentemente instalar detectores de presencia +zonas de pasillos, aseos % de tr-nsito. #vitar la colocación de obst$culos que impidan la li$re circulación del aire a través de las re!illas de difusión % retorno. 8$rir puertas % ventanas, evitar los obst$culos que impidan la circulación del aire . No $loquear el flu!o de aire car0ado entre puertas % ventanas. 6ara renovar el aire de una vivienda, es suficiente con 1 min. eubicar los ventiladores para evitar que el volumen de aire en movimiento esté por encima de las
necesidades, desconectando los que no sean necesarios.
). #!emplo
•
•
Cnstalación de un variador de velocidad para un ventilador centr"fu0o. Las condiciones de partida son las si0uientes& o
o
:oras anuales de tra$a!o& utilización de 1h al d"a, d"as al mes, 1 meses al a5o, resultando un total de *+00h,a-o. La re0ulación del variador se estima en un =/ de la velocidad a plena car0a del motor.
8mortización de la instalación Datos iniciales Velocidad +v1 6otencia +p1 2audal +41
Datos con variador de velocidad 1.9rpm Velocidad prevista +v 1,)EF 6otencia +p 9.m*h 2audal +4 8horros de ener0"a +/ 1/ 2osto de la sustitución 1 6recio variador, incluida instalación (9 8horro anual previsto >1 6#;CHDH D# ;#2?6#;82CIN 1,) a5os •
>. Be!ores #quipos
•
>.1 2riterios de dise5o
1.) rpm 1, EF 7.)(m*h
6ara o$tener un ahorro ener0ético es conveniente ventilar 'nicamente, cuando % donde sea necesario, esto lo consi0uen los sistemas de extracción higroregulables, permitiendo ahorros del 9/ en comparación con un sistema autorre0ula$le. ?n sistema hi0rométrico detecta autom-ticamente, cuantifica, % elimina el vapor de a0ua. La causa de pérdidas m-s com'n es el mal dimensionamiento del ventilador con la demanda. 6ara propósitos tales como ventilación de cuartos, edificios % refri0eración en la etapa de dise5o no son conocidas las necesidades reales % se opta por esco0er un ventilador so$redimensionado. #sto conlleva a una descar0a ecesiva.
Bantener la humedad relativa del aire por deba.o del /0 en los espacios ocupados % en los plenos de $a!a velocidad de aire. #n locales de altura libre superior a + m se evitar- la estratificación del aire durante los periodos de demanda de calor. Las 'ltimas tecnolo0"as aplicadas son las toberas de largo alcance. Htro sistema para evitar la estratificación es por medio de ventiladores que muevan de arri$a hacia a$a!o el aire del techo, de este modo podemos lle0ar a ahorros de un 7/.
>. ;e0ulación ?tilizar regulación de la velocidad de los ventiladores por medio de un variador de frecuencia, consi0uiendo ahorros que pueden lle0ar al 9/ de consumo, adem-s de me!orar el consumo de ener0"a reactiva % alar0ar la vida del ventilador.
>.7 Bantenimiento ?n $uen mantenimiento % un $uen sistema de re0ulación permite, en los servicios comunes, ahorros totales de ener0"a superiores al /. 8nte una ausencia de mantenimiento, los filtros incorporados a las unidades de tratamiento de aire se obstruyen, provocando un aumento en la pérdida de car0a, la cual de$e ser a$sor$ida por los ventiladores. #s conveniente mantener el edificio a una ligera presión positiva para minimizar la infiltración del aire por lu0ares no controlados +puertas, ventanas, etc..