El propósito de las pautas (Blomsterberg, 2000) [Ref. 6] es brindar orientación a los profesionales (principalmente diseñadores de HVAC y administradores de edificios, pero también clientes y usuarios de edificios) sobre cómo lograr sistemas de ventilación con buen rendimiento aplicando técnicas convencionales e innovadoras. tecnologíasLas directrices son aplicables a los sistemas de ventilación en edificios residenciales y comerciales, y durante todo el ciclo de vida de un edificio, es decir, breve, diseño, construcción, puesta en servicio, operación, mantenimiento y deconstrucción.
Los siguientes requisitos previos son necesarios para un diseño basado en el rendimiento de un sistema de ventilación:
- Se han especificado las especificaciones de rendimiento (sobre la calidad del aire interior, el confort térmico, la eficiencia energética, etc.) para el sistema a diseñar.
- Se aplica una perspectiva de ciclo de vida.
- El sistema de ventilación se considera parte integrante del edificio.
El objetivo es diseñar un sistema de ventilación que cumpla con las especificaciones de rendimiento específicas del proyecto (ver capítulo 7.1), aplicando tecnologías convencionales e innovadoras.El diseño del sistema de ventilación debe coordinarse con el trabajo de diseño del arquitecto, el ingeniero estructural, el ingeniero eléctrico y el diseñador del sistema de calefacción/refrigeración Esto para garantizar que el edificio terminado con sistema de calefacción, refrigeración y ventilación funciona bienPor último y no menos importante, se debe consultar al administrador del edificio en cuanto a sus deseos especiales.Será responsable del funcionamiento del sistema de ventilación durante muchos años.Por lo tanto, el diseñador debe determinar ciertos factores (propiedades) para el sistema de ventilación, de acuerdo con las especificaciones de rendimiento.Estos factores (propiedades) deben elegirse de tal manera que el sistema general tenga el costo de ciclo de vida más bajo para el nivel de calidad especificado.Se debe realizar una optimización económica teniendo en cuenta:
- Costos de inversion
- Costos de operación (energía)
- Costes de mantenimiento (cambio de filtros, limpieza de conductos, limpieza de aparatos terminales de aire, etc.)
Algunos de los factores (propiedades) cubren áreas donde los requisitos de rendimiento deben introducirse o hacerse más estrictos en un futuro próximo.Estos factores son:
- Diseño con perspectiva de ciclo de vida
- Diseño para el uso eficiente de la electricidad
- Diseño para bajos niveles de sonido
- Diseño para el uso del sistema de gestión de energía del edificio.
- Diseño para operación y mantenimiento.
Diseño con ciclo de vida perspectiva
Los edificios deben ser sostenibles, es decir, un edificio debe tener el menor impacto posible en el medio ambiente durante su vida útil.Son responsables de esto varias categorías diferentes de personas, por ejemplo, diseñadores, administradores de edificios.Los productos deben juzgarse desde la perspectiva del ciclo de vida, donde se debe prestar atención a todos los impactos en el medio ambiente durante todo el ciclo de vida.En una etapa temprana, el diseñador, el comprador y el contratista pueden tomar decisiones respetuosas con el medio ambiente.Un edificio consta de varios componentes diferentes con diferentes ciclos de vida.En este contexto, se debe tener en cuenta la capacidad de mantenimiento y la flexibilidad, es decir, que el uso de, por ejemplo, un edificio de oficinas puede cambiar varias veces durante la vida útil del edificio.La elección del sistema de ventilación suele estar fuertemente influenciada por los costes, es decir, normalmente los costes de inversión y no los costes del ciclo de vida.Esto a menudo significa un sistema de ventilación que cumple con los requisitos del código de construcción con los costos de inversión más bajos.El costo operativo de, por ejemplo, un ventilador puede representar el 90 % del costo del ciclo de vida.Los factores importantes relevantes para las perspectivas del ciclo de vida son:
Esperanza de vida.
- Impacto medioambiental.
- Cambios en el sistema de ventilación.
- Análisis de costos.
Un método directo utilizado para el análisis del costo del ciclo de vida es calcular el valor presente neto.El método combina la inversión, la energía, el mantenimiento y el costo ambiental durante parte o la totalidad de la fase operativa del edificio.El costo anual de energía, mantenimiento y medioambiente se recalcula como costo actual, hoy (Nilson 2000) [Ref 36].Con este procedimiento se pueden comparar diferentes sistemas.El impacto ambiental en los costos suele ser muy difícil de determinar y, por lo tanto, a menudo se omite.El impacto ambiental se tiene en cuenta hasta cierto punto al incluir la energía.A menudo, los cálculos de LCC se realizan para optimizar el uso de energía durante el período de operación.La parte principal del uso de energía del ciclo de vida de un edificio es durante este período, es decir, calefacción/refrigeración de espacios, ventilación, producción de agua caliente, electricidad e iluminación (Adalberth 1999) [Ref 25].Suponiendo que la vida útil de un edificio sea de 50 años, el período de funcionamiento puede representar entre el 80 y el 85 % del uso total de energía.El 15 – 20 % restante es para la fabricación y el transporte de los materiales de construcción y la construcción.
Diseño para el uso eficiente de electricidad para ventilación
El uso de electricidad de un sistema de ventilación está determinado principalmente por los siguientes factores: • Caídas de presión y condiciones de flujo de aire en el sistema de conductos.
• Eficiencia del ventilador
• Técnica de control del caudal de aire
• Ajustamiento
Para aumentar la eficiencia en el uso de la electricidad son de interés las siguientes medidas:
- Optimice el diseño general del sistema de ventilación, por ejemplo, minimice el número de curvas, difusores, cambios de sección transversal, piezas en T.
- Cambie a un ventilador con mayor eficiencia (por ejemplo, accionado directamente en lugar de accionado por correa, motor más eficiente, aspas curvadas hacia atrás en lugar de curvas hacia adelante).
- Reducir la caída de presión en la conexión ventilador – red de conductos (entrada y salida del ventilador).
- Reduzca la caída de presión en el sistema de conductos, por ejemplo, a través de curvas, difusores, cambios de sección transversal, piezas en T.
- Instale una técnica más eficiente para controlar el flujo de aire (frecuencia o control del ángulo de las aspas del ventilador en lugar de control de voltaje, compuerta o paleta guía).
Por supuesto, también es importante para el uso general de electricidad para la ventilación la hermeticidad de los conductos, las tasas de flujo de aire y los tiempos operativos.
Para mostrar la diferencia entre un sistema con caídas de presión muy bajas y un sistema con la práctica actual de un “sistema eficiente”, SFP (potencia específica del ventilador) = 1 kW/m³/s, se comparó con un “sistema normal”. ”, SFP = entre 5,5 – 13 kW/m³/s (verTabla 9).Un sistema muy eficiente puede tener un valor de 0,5 (ver capítulo 6.3.5).
| Caída de presión, Pa | ||
| Componente | Eficiente | Actual práctica |
| Lado del aire de suministro | ||
| Sistema de ductos | 100 | 150 |
| atenuador de sonido | 0 | 60 |
| Bobina de calentamiento | 40 | 100 |
| Intercambiador de calor | 100 | 250 |
| Filtrar | 50 | 250 |
| Terminal aérea dispositivo | 30 | 50 |
| Toma de aire | 25 | 70 |
| Efectos del sistema | 0 | 100 |
| Lado del aire de escape | ||
| Sistema de ductos | 100 | 150 |
| atenuador de sonido | 0 | 100 |
| Intercambiador de calor | 100 | 200 |
| Filtrar | 50 | 250 |
| Terminal aérea dispositivos | 20 | 70 |
| Efectos del sistema | 30 | 100 |
| Suma | 645 | 1950 |
| Fanático total asumido eficiencia, % | 62 | 15 – 35 |
| Ventilador específico potencia, kW/m³/s | 1 | 5.5 – 13 |
Tabla 9: Caídas de presión calculadas y SFP valores para un “sistema eficiente” y un “actual sistema".
Diseño para bajos niveles de sonido
Un punto de partida al diseñar para niveles de sonido bajos es diseñar para niveles de presión bajos.De esta manera, se puede elegir un ventilador que funcione a una frecuencia de rotación baja.Las caídas de presión bajas se pueden lograr por los siguientes medios:
- Baja velocidad del aire, es decir, grandes dimensiones del conducto
- Minimice el número de componentes con caídas de presión, por ejemplo, cambios en la orientación o el tamaño del conducto, amortiguadores.
- Minimice la caída de presión en los componentes necesarios
- Buenas condiciones de flujo en las entradas y salidas de aire.
Las siguientes técnicas para controlar los flujos de aire son adecuadas, teniendo en cuenta el sonido:
- Control de la frecuencia de rotación del motor
- Cambiar el ángulo de las aspas del ventilador de los ventiladores axiales
- El tipo y el montaje del ventilador también son importantes para el nivel de sonido.
Si el sistema de ventilación así diseñado no cumple con los requisitos de sonido, lo más probable es que se deban incluir atenuadores de sonido en el diseño.No olvide que el ruido puede entrar a través del sistema de ventilación, por ejemplo, el ruido del viento a través de las rejillas de ventilación exteriores.
7.3.4 Diseño para uso de BMS
El sistema de gestión de edificios (BMS) de un edificio y las rutinas de seguimiento de medidas y alarmas, determinan las posibilidades de obtener un correcto funcionamiento del sistema de calefacción/refrigeración y ventilación.Una operación óptima del sistema HVAC exige que los subprocesos se puedan monitorear por separado.Este también suele ser el único enfoque para descubrir pequeñas discrepancias en un sistema que por sí mismas no aumentan el uso de energía lo suficiente como para activar una alarma de uso de energía (por niveles máximos o procedimientos de seguimiento).Un ejemplo son los problemas con el motor de un ventilador, que no se muestra en el uso total de energía eléctrica para el funcionamiento de un edificio.
Esto no significa que todos los sistemas de ventilación deban ser monitoreados por un BMS.Para todos, excepto los sistemas más pequeños y simples, se debe considerar BMS.Para un sistema de ventilación grande y muy complejo, probablemente sea necesario un BMS.
El nivel de sofisticación de un BMS tiene que estar de acuerdo con el nivel de conocimiento del personal operativo.El mejor enfoque es compilar especificaciones de rendimiento detalladas para el BMS.
7.3.5 Diseño para operación y mantenimiento
Para permitir una operación y un mantenimiento correctos, se deben escribir instrucciones de operación y mantenimiento apropiadas.Para que estas instrucciones sean útiles, se deben cumplir ciertos criterios durante el diseño del sistema de ventilación:
- Los sistemas técnicos y sus componentes deben ser accesibles para mantenimiento, cambio, etc. Las salas de ventiladores deben ser lo suficientemente grandes y estar bien iluminadas.Los componentes individuales (ventiladores, amortiguadores, etc.) del sistema de ventilación deben ser fácilmente accesibles.
- Los sistemas deben estar marcados con información sobre el medio en tuberías y conductos, la dirección del flujo, etc. • Debe incluirse el punto de prueba para los parámetros importantes.
Las instrucciones de operación y mantenimiento deben prepararse durante la fase de diseño y finalizarse durante la fase de construcción.
Vea discusiones, estadísticas y perfiles de autor para esta publicación en: https://www.researchgate.net/publication/313573886
Hacia mejores prestaciones de los sistemas de ventilación mecánica
Aautores, incluidos:Peter Wouters, Pierre Barles, Christophe Delmotte, Åke Blomsterberg
Algunos de los autores de esta publicación también están trabajando en estos proyectos relacionados:
Estanqueidad de edificios
CLIMATIZACIÓN PASIVA: FCT PTDC/ENR/73657/2006
Hora de publicación: 06-nov-2021