Datos de ventilación natural programada

pestaña HVAC en los datos del modelo

Consulta el tutorial Ventilación natural programada e infiltración .

Resumen de definición de datos de ventilación natural programada

 

Cuando la opción de modelo de ventilación natural se establece en Programada, y para los cálculos de diseño de calefacción y refrigeración, la ventilación natural se define como sigue:

 

• Activa la casilla Encendido bajo el encabezado Ventilación natural.
• Selecciona el método de definición del aire exterior.
• Establece el caudal máximo de ventilación natural de la zona en renovaciones de aire por hora (si el tipo de caudal es 1-Por zona), o en m3/s o ft3/min (si el tipo de caudal es 3-Caudal nominal).
• Selecciona la programación de funcionamiento.
• Introduce los parámetros de control pertinentes en las pestañas HVAC y Actividad.

Más información sobre Modelado de ventilación natural en Consejos de modelado.

Ventilación natural

Ventilación natural activada

Activa la casilla Encendido bajo el encabezado Ventilación natural para activar la ventilación natural. Esto permite acceder a todos los datos de ventilación natural de la pestaña HVAC.

Definición del caudal de aire exterior

El método de definición del aire exterior permite seleccionar cómo se establece el caudal máximo de aire exterior por ventilación natural. Las opciones son:

• 1-Por zona - introduce el caudal de ventilación natural de la zona en renovaciones de aire por hora en el control situado inmediatamente debajo. El caudal de aire de diseño se calcula a partir del dato en ac/h mediante:

V_design = ac/h x ZoneVolume / 3600

donde ZoneVolume es el volumen real de aire del espacio calculado según las opciones que permiten excluir los cerramientos de suelos y techos.

Nota: este volumen de zona puede diferir del utilizado para calcular los caudales de aire de infiltración , que utiliza el volumen total de la zona.

• 2-Aire fresco mínimo por persona - el caudal máximo de ventilación natural se define mediante Requisitos mínimos de aire fresco definida en la Actividad . El caudal de aire de diseño en m3/s se calcula como:

V_design = MinFreshAir x NumberPeople / 1000

NumberPeople = Occupancy density (people / m2) * Zone floor area (m2)

MinFreshAir es el caudal mínimo de aire fresco por persona (l/s/person)   

• 3-Caudal nominal - el caudal máximo de ventilación natural se introduce directamente en m3/s o ft3/min.

El caudal real de ventilación en m3/s se calcula en cada paso temporal de la simulación mediante la siguiente ecuación:

Ventilation = V_design F_schedule [A + B (T_in - T_out) + C . Wind Speed + D (Wind Speed ²)]

Cada uno de los parámetros A-D de la ecuación anterior se explica más abajo en Coeficientes de Delta T y velocidad del viento.

F_schedule se describe más abajo en Funcionamiento > Programación.

Funcionamiento

Programación

Selecciona la programación utilizada para modificar el caudal volumétrico máximo de ventilación natural de diseño (Vdesign) (consulta el campo Método de cálculo del caudal de diseño y los campos relacionados siguientes). Esta fracción entre 0.0 y 1.0 se incluye como F_schedule en la ecuación anterior.

Límites de temperatura exterior

Temperatura exterior mínima

Activa esta casilla si deseas restringir la ventilación natural cuando la temperatura exterior baja de una temperatura de consigna. Esta opción ayuda a evitar el enfriamiento excesivo del espacio, que podría generar una carga de calefacción.

Definición de temperatura mínima

Hay 2 formas de definir la temperatura exterior mínima:

 

• 1-Valor fijo - utiliza esta opción si la consigna no cambia con el tiempo, en cuyo caso puedes introducir una temperatura de consigna fija.
• 2-Programación - utiliza esta opción si la consigna cambia con el tiempo, en cuyo caso puedes seleccionar una programación de consignas de temperatura variables.

Temperatura exterior mínima

Es la temperatura exterior fija (en °C o °F) por debajo de la cual se detiene la ventilación. Este control es visible cuando la opción 1-Valor fijo está seleccionada para Definición de temperatura mínima.

Programación de temperatura exterior mínima

Es la programación de temperaturas exteriores (en °C) por debajo de las cuales se detiene la ventilación. Este control es visible cuando la opción 1-Por programación está seleccionada para Definición de temperatura mínima.

 

Consulta también Definición de programaciones de temperatura de consigna.

Temperatura exterior máxima

Activa esta casilla si deseas restringir la ventilación natural cuando la temperatura exterior supera una temperatura de consigna. Esta opción ayuda a evitar el calentamiento excesivo del espacio, que podría generar una carga de refrigeración.

Definición de temperatura máxima

Hay 2 formas de definir la temperatura exterior máxima:

 

• 1-Valor fijo - utiliza esta opción si la consigna no cambia con el tiempo, en cuyo caso puedes introducir una temperatura de consigna fija.
• 2-Programación - utiliza esta opción si la consigna cambia con el tiempo, en cuyo caso puedes seleccionar una programación de consignas de temperatura variables.

Temperatura exterior máxima

Es la temperatura exterior fija (en °C o °F) por encima de la cual se detiene la ventilación. Este control es visible cuando la opción 1-Valor fijo está seleccionada para Definición de temperatura máxima.

Programación de temperatura exterior máxima

Es la programación de temperaturas exteriores (en °C) por encima de las cuales se detiene la ventilación. Este control es visible cuando la opción 1-Por programación está seleccionada para Definición de temperatura máxima.

 

Consulta también Definición de programaciones de temperatura de consigna.

Límites de Delta T

Control de límite de Delta T

Activa esta opción para limitar la ventilación natural en función de la diferencia entre las temperaturas de bulbo seco del aire interior y exterior. Permite detener la ventilación si la temperatura exterior es demasiado alta y podría calentar el espacio.

Desactiva esta opción para mantener la ventilación incluso si la temperatura exterior supera la interior. Es útil para ventilación natural no controlada (ventanas abiertas) o para estimar el efecto del aire de ventilación requerido en los cálculos de carga.

Definición de Delta T

Hay 2 formas de definir la Delta T utilizada en el control de diferencia de temperatura:

 

• 1-Valor fijo - utiliza esta opción si la Delta T no cambia con el tiempo, en cuyo caso puedes introducir un valor fijo.
• 2-Programación - utiliza esta opción si la Delta T cambia con el tiempo, en cuyo caso puedes seleccionar una programación de valores de Delta T variables.

Delta T

Es la diferencia de temperatura (en °C o °F) entre las temperaturas de bulbo seco del aire interior y exterior por debajo de la cual se detiene la ventilación. Permite detenerla si el exterior está demasiado caliente y podría calentar el espacio. Por ejemplo, si se indica una diferencia de 2°C, se supone que la ventilación está disponible si el aire exterior está al menos 2°C más frío que el aire de la zona. Si la temperatura exterior de bulbo seco es menos de 2°C inferior a la interior, la ventilación se desactiva automáticamente. El campo admite valores negativos, lo que permite ventilar incluso si la temperatura exterior supera la interior.

 

La diferencia de temperatura se utiliza en el código de la siguiente forma:

 

IF ((IndoorTemp - OutdoorTemp) < DeltaTemperature) Entonces no se permite la ventilación.

 

Por ejemplo:

 

Valor de Delta T de ventilación natural	Efecto
0	La ventilación natural solo funciona cuando OutdoorTemp < IndoorTemp
-100	Ventilación natural sin restricciones por Delta T interior-exterior
2	La ventilación natural solo funciona cuando OutdoorTemp + 2 < IndoorTemp

Programación de Delta T

Es la programación de valores de diferencia de temperatura (en °C) entre las temperaturas de bulbo seco del aire interior y exterior por debajo de los cuales se detiene la ventilación. Consulta la descripción anterior de Delta T para más detalles.

Coeficientes de Delta T y velocidad del viento

Los coeficientes siguientes permiten definir la dependencia de los caudales de ventilación natural programada respecto de la Delta T interior-exterior y la velocidad del viento, utilizando la ecuación situada al final del apartado Método de definición del aire exterior .

Información técnica

 

Los valores típicos de estos coeficientes son objeto de debate. Lo ideal es analizar detalladamente la situación de ventilación y determinar un conjunto específico de coeficientes mediante métodos como los del capítulo 26 de ASHRAE Handbook of Fundamentals. Los valores predeterminados son 1,0,0,0, que proporcionan un caudal volumétrico de ventilación constante en todas las condiciones.

 

La ecuación siempre debe dar un resultado no negativo; los valores negativos se establecen en 0.0. BLAST (uno de los predecesores de EnergyPlus) utilizaba como valores predeterminados 0.606, 0.03636, 0.1177, 0. Estos coeficientes producen un valor de 1.0 a 0C de deltaT y una velocidad de viento de 3.35 m/s (7.5mph), condiciones estivales típicas. En condiciones invernales de 40C de deltaT y 6 m/s (13.4 mph), estos coeficientes aumentarían el caudal de ventilación por un factor de 2.75.

 

En DOE-2 (el otro predecesor de EnergyPlus), los valores predeterminados del método de renovaciones de aire son, ajustados a unidades SI, 0, 0, 0.224 (velocidad del viento), 0. Con estos coeficientes, las condiciones estivales anteriores darían un factor de 0.75 y las invernales 1.34. Una velocidad del viento de 4.47 m/s (10 mph) da un factor de 1.0.

 

La documentación de BLAST indica el origen de sus valores predeterminados: «La ecuación empírica y el coeficiente predeterminado se determinaron a partir de artículos de la revista ASHRAE y otros datos sobre el efecto de las condiciones meteorológicas exteriores». El origen de los valores predeterminados de DOE-2 se basa en el examen de las relaciones de infiltración descritas en ASHRAE Handbook of Fundamentals.

 

La temperatura local de bulbo seco exterior utilizada en la ecuación básica anterior (T_out) suele depender de la altura del centroide de la zona sobre el terreno. El procedimiento de cálculo de la temperatura local de bulbo seco exterior se describe en el apartado «Local Outdoor Air Temperature Calculation» de la referencia de ingeniería.

 

La velocidad local del viento exterior utilizada en la ecuación básica anterior (Wind Speed) también depende de la altura del centroide de la zona sobre el terreno. El procedimiento de cálculo se describe en el apartado «Local Wind Speed Calculation» de la referencia de ingeniería.

Constante

El coeficiente del término constante es el parámetro «A» de la ecuación de ventilación anterior. Forma parte de los parámetros modificadores definidos por el usuario que dependen de factores ambientales. Este parámetro, sin embargo, es constante en todas las condiciones y no se modifica por efectos ambientales. En consecuencia, es adimensional.

Temperatura

El coeficiente del término de temperatura es el parámetro «B» de la ecuación de ventilación anterior. Forma parte de los parámetros modificadores definidos por el usuario en función de factores ambientales. Este parámetro se modifica por la diferencia entre las temperaturas de bulbo seco del aire exterior e interior. Sus unidades son grados Celsius inversos.

Velocidad

El coeficiente del término de velocidad es el parámetro «C» de la ecuación de ventilación anterior. Forma parte de los parámetros modificadores definidos por el usuario en función de factores ambientales. Este parámetro se modifica por la velocidad del viento exterior del edificio. Sus unidades son s/m.

Velocidad al cuadrado

El coeficiente del término de velocidad al cuadrado es el parámetro «D» de la ecuación de ventilación anterior. Forma parte de los parámetros modificadores definidos por el usuario en función de factores ambientales. Este parámetro se modifica por el cuadrado de la velocidad del viento exterior del edificio. Sus unidades son s2/m2.

Resumen de reglas de funcionamiento de ventilación natural programada

Programada la ventilación natural está activa en cualquier momento de la simulación según las reglas de la tabla siguiente.

Donde:

T_in es la temperatura de bulbo seco del aire interior

T_out es la temperatura de bulbo seco del aire exterior

Nota: Las reglas de control de temperatura exterior y Delta T descritas en esta página pueden combinarse con cualquier control de temperatura interior mínima/máxima que se haya seleccionado también en la pestaña Actividad para establecer varias restricciones al funcionamiento de la ventilación natural.

Consejo: Para asegurar que la ventilación natural funcione con independencia de las temperaturas interiores y exteriores, desactiva todas las casillas enumeradas en la columna «Condición» de la tabla anterior.

Ventanas, puertas y aberturas interiores

El flujo de aire por exteriores ventanas, aberturas, puertas y huecos no se modela con ventilación natural Programada porque el flujo de aire procedente del exterior se define explícitamente arriba. Las ventanas, aberturas, puertas y huecos interiores intercambian aire entre las dos zonas adyacentes mediante el objeto EnergyPlus ZoneMixing . La forma de funcionamiento puede definirse en la pestaña Avanzado del cuadro de diálogo de opciones del modelo, bajo los encabezados Ventilación natural > Programada.

Además, se puede forzar que las interiores ventanas, aberturas y puertas estén cerradas de la siguiente manera: