Ventilaci贸n por Desplazamiento
Contenido • Qué es la Ventilación por Desplazamiento. Principios Básicos • La Ventilación por Desplazamiento y el ahorro de Energía • Parámetros a considerar en el diseño • Algunas aplicaciones
Qué es Ventilación por Desplazamiento • Es la técnica que permite desplazar hacia el techo el aire caliente y contaminado • Extraer ese aire al nivel más alto del espacio • Inyectando aire fresco y frío a bajas velocidades al nivel del piso
Componentes de un Difusor de Baja Velocidad
1. 2. 3. 4. 5.
Tira/Moldura Cara del Difusor Panel Interior Bracket Tapa
Algunos tipos de Difusores por Desplazamiento
Principios Básicos • Existen dos formas básicas de ventilar un área: por mezcla y por desplazamiento. • En ventilación por mezcla, el aire se mezcla completamente y por lo tanto la concentración de contaminantes es igual en todo el cuarto.
• En ventilación por desplazamiento se crea una estratificación del flujo utilizando las fuerzas de flotación en el área, por lo que la calidad del aire es mejor que en la ventilación por mezcla.
Principios Básicos • La ventilación por desplazamiento, tiene muchos años de utilizarse en aplicaciones industriales en donde hay grandes cagas térmicas; a partir de los 80 también se ha empezado a usar
en aplicaciones no
industriales ya que ofrece la oportunidad de mejorar tanto la efectividad en temperatura como la efectividad en la ventilación.
• El principio está basado en la diferencia de densidades en donde el aire dentro de un área se separa en dos capas, una contaminada en la parte superior y otra limpia en la parte inferior.
Principios Básicos • Lo anterior se logra suministrando aire frío a una baja velocidad en la parte baja del área y extrayéndolo en la parte alta. • La libre convección de las fuentes de calor crean un movimiento vertical del aire en el cuarto llamado “Pluma”
Efecto “Pluma”
Principios Básicos • Los factor de flujo por convección en relación al factor de flujo de la
ventilación, determinan la altura de la frontera entre las dos zonas. • Un incremento en el factor de flujo de ventilación mueve la frontera hacia arriba y una disminución en el factor de flujo mueve la frontera hacia abajo si se mantienen los factores de flujo por convección constantes.
LOS FLUJOS POR CONVECCIÓN SON EL MOTOR DE LA VENTILACIÓN POR DESPLAZAMIENTO
Algunas aplicaciones ideales Gimnasios
Naves industriales
Cines, teatros y auditorios
Restaurantes
Bares & Salones para fumadores
‌ mås aplicaciones Salones de Clases
Atrios
Tiendas
Aeropuertos
Aeropuerto El Dorado Bogotรก, Colombia
Ventilación por Desplazamiento y el Ahorro de Energía Hay tres aspectos que inciden en el ahorro de energía al utilizar la Ventilación por Desplazamiento: 1.
2.
Para una calidad de aire esperado, se requiere menos aire (hasta 30% menos), debido a las corrientes de convección alrededor de una persona. Menor necesidad de enfriamiento mecánico. • •
•
En climas templados, se puede enfriar sin costo, durante una mayor parte del año. En climas calientes y húmedos, se requiere menor enfriamiento del aire de inyección, lo cuál significa una reducción de energía para enfriar y para deshumidificar. La mayor temperatura de inyección se traduce en un mejor Coeficiente de Desempeño (COP), del chiller.
3. Baja caída de Presión Los Difusores de Baja Velocidad tienen una muy baja caída de presión, lo cual ayuda en el desempeño del sistema, disminuyendo la demanda de flujo de los ventiladores
Parámetros a Considerar: •
Cargas por equipos: (k/btu/h)
•
Tipo de luces
•
Ganancias por: Carga solar (carga vertical, carga horizontal)
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Dimensiones físicas de (l) la (s) área (s) a acondicionar
•
Temperatura de diseño
•
Humedad relativa
•
Cfm’s por persona
•
% de aire exterior
•
Ganancia de cargas por persona de acuerdo a su actividad
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Trasferencias en construcción por: muros, pisos, ventanas / vidrios, etc.
•
Tiempo de operación: Horas por día, Días/semana
Difusores En desplazamiento (como en ventilación por mezcla) es importante que no haya corrientes de aire, para esto en necesario escoger el difusor adecuado:
• •
Un difusor fabricado simplemente por hojas perforadas, generará corrientes a lo largo del piso. Aplicaciones diferentes requieren difusores diferentes. La inyección de aire a temperaturas mayores, requieren de difusores especiales.
En resumen: Asegúrese de siempre escoger el difusor adecuado para la aplicación requerida y sólo use difusores de fabricantes que ofrezcan documentación confiable sobre su comportamiento.
Flujo de aire de un difusor de baja velocidad Aire Isot茅rmico
Aire a Baja Temperatura
Profundidad T铆pica 20 cmcm. Aire a Alta Temperatura
Zona de aceleraci贸n
Zona baja aceleraci贸n
Flujo de aire de un difusor de baja velocidad Inyección de aire Isotérmico Cuando el flujo es Isotérmico i.e. flujos donde el aire de inyección está a la misma temperatura que el aire que se encuentra en la habitación, el flujo se distribuirá horizontalmente de acuerdo al patrón de flujo en la superficie del difusor. Inyección de aire frío Normalmente, la inyección será de 1° a 8°C más frío que el aire del cuarto. En estos casos, el aire de inyección “caerá” hacia el piso al momento de salir del difusor, y se esparcirá como una sabana a lo largo del piso. Inyección de aire caliente Si la temperatura de inyección es mayor que la temperatura de la habitación, el flujo se elevará uniformemente en la zona ocupada. Por lo anterior se puede concluir que la Ventilación por Desplazamiento sólo se puede utilizar para inyectar aire más frío a una habitación.
Seleccione la temperatura del aire de inyección para cumplir con los requerimientos de confort del área. Calcule el flujo de aire de inyección basado en la carga de enfriamiento, la temperatura de diseño y la configuración del sistema de ventilación del área. Determine el proceso y la unidad manejadora de aire. Seleccione las unidades de desplazamiento y posiciónelas en el área.
Recuerde que la temperatura de inyección puede ser hasta 2° C mayor que en un sistema de mezcla y el flujo de aire menor
Considere que: La máxima distancia entre dos unidades es de 30 m.
Si el espacio es más ancho las unidades se deben localizar al centro del área. Un suficiente flujo de aire asegura el buen desempeño del sistema.
Extracción desde la parte más alta del área.
Difusor de desplazamiento al nivel del piso