Importancia de las Zonas Climáticas en EE.UU. | Aspectos de diseño de HVAC

Existen muchas tecnologías que mejoran el rendimiento de los sistemas HVAC en los edificios, permitiendo una reducción drástica de las facturas de electricidad y gas. Sin embargo, estas medidas pueden resultar inútiles en determinadas condiciones climáticas. Por ejemplo, una caldera de alta eficiencia puede ofrecer atractivos ahorros en el noreste de Estados Unidos, donde los inviernos son fríos y las facturas de calefacción elevadas. Sin embargo, estas calderas no sirven de nada en zonas tropicales, donde en muchos casos los edificios ni siquiera disponen de calefacción.

En general, debe mantenerse alejado de las “actualizaciones basadas en ingresos” para los sistemas de su edificio. Evite comprar equipos sólo porque vio publicidad que ofrece un porcentaje atractivo de ahorro de energía. Sólo una auditoría energética puede proporcionar una estimación razonable del rendimiento de las diferentes mejoras de un edificio.

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Rendimiento de las mejoras de edificios en diferentes climas.

Nueva York, Nueva Jersey y muchos otros lugares de EE. UU. tienen una temporada de refrigeración y otra de calefacción, pero también existen diferencias importantes incluso entre lugares que requieren tanto refrigeración como calefacción para los edificios. Si un clima determinado requiere muchos días de refrigeración y sólo unos pocos días de calefacción, los propietarios se benefician al priorizar las mejoras del aire acondicionado, mientras que ocurre lo contrario en lugares donde el invierno es más intenso que el verano.

Algunas mejoras a los sistemas HVAC existentes también dependen del clima. Por ejemplo, los economizadores de aire acondicionado y la ventilación con recuperación de energía (ERV) solo son efectivos en algunas condiciones climáticas. Si el clima local ofrece pocas o ninguna oportunidad de utilizar estos dispositivos, su costo inicial es difícil de justificar.

El clima local también influye en la eficacia de los paneles solares y las turbinas eólicas. Sin embargo, tenga en cuenta que estas tecnologías pueden ser viables incluso en lugares con viento o sol moderados. Como ejemplo, considere los siguientes dos sistemas de energía solar:

• Sistema #1: 10 kW, genera 12.000 kWh/año en un edificio que paga 25 centavos/kWh.
• Sistema #2: 10 kW, genera 16.000 kWh/año en un edificio que paga 12,5 céntimos/kWh.

En este caso, el segundo sistema de energía solar es más productivo, pero el primero es más rentable. Aunque el primer sistema sólo produce el 75% de la energía que el segundo, ahorra 3.000 dólares al año, mientras que el segundo sólo ahorra 2.000 dólares al año.

Descripción general de las zonas climáticas de América del Norte

El Departamento de Energía de EE. UU. proporciona una lista compacta e informativa de las zonas climáticas de América del Norte y qué esperar en términos de cargas de calefacción y refrigeración. El clima local es uno de los aspectos más importantes que consideran los consultores energéticos y los diseñadores de HVAC antes de realizar un modelado energético de su edificio.

Antes de continuar con la definición de zonas climáticas, es importante comprender los conceptos de grados día de calefacción (HDD) y grados día de refrigeración (CDD).

• El concepto de HDD se refiere a diferencias de temperatura por debajo de un valor específico, generalmente 65°F. Por ejemplo, un día a 60°F agrega 5 HDD y un día a 55°F agrega 10 HDD. Repite el procedimiento a lo largo del año y obtendrás el HDD anual.
• CDD es el mismo concepto aplicado al enfriamiento: diferencias diarias de temperatura por encima de un valor específico. Un día a 70°F suma 5 CDD y un día a 75°F suma 10 CDD.

En general, los tipos de clima se describen en términos de temperatura y precipitación. Estas se encuentran entre las principales variables que deben controlar los sistemas HVAC interiores, manteniendo el suministro de aire fresco y extrayendo el aire que acumula contaminantes.

Como puede ver en la tabla anterior, las condiciones climáticas son extremadamente variadas y los requisitos de diseño de HVAC se ven afectados en consecuencia. Obtendrá los mejores resultados con soluciones específicas para edificios, considerando tanto el clima como los códigos de construcción aplicables en su ubicación.