Los controladores de aire y otros dispositivos de ventilación tienen un consumo de energía mucho menor que los equipos de calefacción y refrigeración. Sin embargo, las condiciones de funcionamiento de un sistema de ventilación tienen un impacto significativo en las cargas de aire acondicionado y calefacción de espacios. Como resultado, las medidas de eficiencia de la ventilación pueden mejorar el rendimiento general de una instalación HVAC.
Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, el aire en la mayoría de los edificios está entre 2 y 5 veces más contaminado que el aire exterior. La calidad del aire interior mejora cuando un sistema de ventilación aumenta el suministro de aire exterior, excepto en momentos en que el aire exterior está muy contaminado. Sin embargo, una tasa de ventilación más alta también significa que hay más aire para enfriar o calentar según la época de la temporada. Las medidas de eficiencia energética para los sistemas de ventilación deben optimizar el consumo energético, pero sin comprometer la calidad del aire.
Las siguientes son algunas medidas de ventilación comunes que mejoran la eficiencia de HVAC. Se pueden utilizar juntos en un proyecto, pero es importante comprender su interacción:
- Ventilación controlada por demanda (DCV)
- Ventilación con recuperación de energía (ERV)
- Economizador del lado del aire
Reduzca sus costos de calefacción, refrigeración y ventilación.
Ventilación controlada por demanda
DCV consiste en reducir la tasa de ventilación según la ocupación. Esto no sólo reduce el consumo energético de los ventiladores, sino también la energía necesaria para acondicionar el suministro de aire exterior. Por ejemplo, si el aire exterior se enfría 10 °F y el flujo de aire se reduce de 1000 cfm a 500 cfm, la entrada de enfriamiento requerida se reducirá en aproximadamente un 50 %.
La principal desventaja del DCV es que los contaminantes del aire pueden alcanzar una mayor concentración cuando se reduce el flujo de aire exterior. Los estándares ASHRAE brindan una solución simple: establezca un límite inferior para el suministro de aire exterior y configure el sistema DCV para que nunca caiga por debajo de ese valor.
Los sistemas DCV generalmente se controlan con sensores de dióxido de carbono, ya que la ocupación puede correlacionarse con la concentración de CO2 en el aire. Sin embargo, el sistema se puede mejorar con sensores para detectar directamente los contaminantes del aire. De esta manera, el flujo de aire puede responder a los contaminantes del aire, como partículas y compuestos orgánicos volátiles. Existe cierta correlación entre la ocupación y la contaminación del aire, pero algunas fuentes son independientes del número de personas. Por ejemplo, las paredes recién pintadas y los muebles nuevos liberan COV.
Ventilación con Recuperación de Energía
La ventilación con recuperación de energía consiste en el intercambio de calor y humedad entre el aire exterior suministrado y el aire de salida. Hay muchas maneras en que este concepto ahorra energía:
- Durante el invierno, cuando el interior del edificio es más cálido, el aire de escape puede precalentar el suministro de aire exterior con un intercambiador de calor. Esto reduce la carga de calefacción de espacios.
- Durante el verano se aplica el proceso opuesto, ya que el aire interior puede preenfriar el aire exterior. Esto reduce la carga sobre el aire acondicionado.
- El sistema también puede intercambiar humedad para reducir las cargas de humidificación o deshumidificación. Esto se aplica cuando el aire exterior es muy seco o muy húmedo.
Cuando un sistema ERV solo intercambia calor, se describe como ventilación con recuperación de calor (HRV). Cuando también hay intercambio de humedad, un término más preciso es ventilación con recuperación de entalpía.
ERV y DCV pueden funcionar juntos sin interferir. El sistema DCV determina el suministro de aire exterior, mientras que el sistema ERV reduce la carga de calefacción o refrigeración causada por este flujo de aire.
Economizador del lado del aire
Las fuentes de calor en los edificios pueden ser internas o externas. El calor interior normalmente lo liberan los ocupantes, los electrodomésticos y los equipos. Por otro lado, las principales fuentes de calor exterior son la luz solar directa y el aire caliente. En algunas condiciones, el aire exterior es lo suficientemente frío como para compensar las fuentes de calor interiores, y se pueden alcanzar temperaturas adecuadas sólo con ventilación. En estos casos, un economizador en la zona de operaciones aumenta el suministro de aire exterior.
Los economizadores no son adecuados para climas cálidos y húmedos, ya que las oportunidades de enfriamiento gratuito con aire exterior son muy raras. Sin embargo, pueden lograr importantes ahorros en aire acondicionado cuando hace buen tiempo.
A diferencia de los sistemas ERV, que funcionan independientemente del DCV, los economizadores compiten con el DCV. Mientras que un sistema DCV intentará reducir el suministro de aire exterior en respuesta a la ocupación, el economizador intentará aumentarlo para ahorrar en aire acondicionado. Cuando se implementan juntos DCV y un economizador, el sistema de control debe ser lo suficientemente inteligente como para detectar cuál de las dos economías es mayor.
- Cuando los ahorros de aire acondicionado proporcionados por el economizador superan los ahorros potenciales de un flujo de aire reducido, el economizador debe reemplazar el sistema DCV.
- Por otro lado, el sistema DCV debe tener prioridad cuando la oportunidad de ahorrar reduciendo el flujo de aire es mayor.
Un sistema ERV y un economizador no interfieren porque son mutuamente excluyentes. Cuando existe la oportunidad de utilizar el economizador, el aire exterior es más frío que el aire interior. En otras palabras, el aire interior no se puede utilizar para preenfriamiento y el sistema ERV queda inactivo.
Conclusión
DCV, ERV y un economizador en la zona de operaciones pueden contribuir a la eficiencia de HVAC. Sin embargo, la eficacia de cada medida varía según las condiciones del edificio y el clima local. Para identificar las medidas de eficiencia energética más adecuadas, la mejor recomendación es contactar con una empresa de ingeniería HVAC profesional.
DCV y ERV normalmente pueden funcionar juntos sin problemas y pueden lograr sinergia. Por otro lado, el DCV y un economizador en la zona de operaciones están en oposición, y un sistema de control debe dar prioridad al mayor beneficio. Finalmente, un economizador y un sistema ERV: cuando el aire exterior es lo suficientemente frío para el economizador, no es posible el preenfriamiento con aire interior.
