Evaluación del desempeño de sistemas de ventilación residencial controlados por demanda mediante modelo de flujos de aire multizona.

Abstract

El diseño de sistemas de ventilación debe atender objetivos contrapuestos, por una parte, tener un mínimo de funcionamiento para asegurar una calidad del aire adecuada para la salud de las personas y, por otra parte, limitar su funcionamiento para reducir la pérdida de energía térmica que se va con el aire saliente al ventilar. En ese contexto surge la ventilación controlada por demanda. El objetivo de esta investigación es determinar la efectividad de dos sistemas de ventilación residencial por extracción controlados por demanda sobre una vivienda de características comunes en Chile. También determinar los ahorros energéticos al incluir las estrategias de control y comparar con el caso de funcionamiento continuo sin control. Las conclusiones se realizan a partir de simulaciones del programa CONTAM. Para ello se modela una vivienda de tamaño y hermeticidad común en Chile, en la cual se simulan dos sistemas de ventilación, uno con extracciones principales en cocina y baños, y otro con extracciones principales en living y dormitorios. El control se basa en la medición de la concentración de dióxido de carbono y así establecer cuando los flujos de ventilación operan a capacidad completa y cuando a capacidad parcial. La exposición de los ocupantes al dióxido de carbono y la disminución en el gasto energético comparado a un funcionamiento continuo, son los parámetros utilizados para evaluar el desempeño de los sistemas de ventilación controlados bajo demanda. Analizando los resultados es posible observar que, la condición de las puertas interiores (abiertas o cerradas) y la detección del contaminante fueron los factores más influyentes en la efectividad de los sistemas de ventilación. Las puertas interiores cerradas son una condición crítica ya que representan una barrera que rompe la distribución de flujos de aire impuesto por la ventilación, y además provocan. un fraccionamiento en la calidad del aire de las distintas zonas. Esto a su vez, provoca que sea difícil realizar una detección representativa de la calidad del aire. Por otra parte, para ambos sistemas de ventilación con control, se registran casos con ahorros energéticos entre 30 y 70% dependiendo de la estrategia utilizada, y manteniendo la calidad de aire en rango aceptable. Al comparar entre ambos sistemas de ventilación, las extracciones en cocina y baños resultan útiles para depurar contaminantes producidos localmente en esas zonas, sin embargo, su efectividad para depurar contaminantes producidos en otras zonas es muy dependiente de la condición de las puertas interiores, perdiendo efectividad cuando estas se encuentran cerradas. El sistema con extracciones en living y dormitorios resulta mucho más efectivo para depurar contaminantes producidos permanentemente por las personas, sin embargo, se corre el riego de dispersar contaminantes de cocina y baños por el resto de la vivienda. Por último, dado un sistema de ventilación, el valor de ajuste del sistema de control resulta un parámetro útil a variar, y así elegir entre una mejor calidad del aire o, por otro lado, lograr mayores ahorros energéticos.