Comparativa de sistemas de ventilación y aire acondicionado
La disminución de la eficiencia en el trabajo, la sensación constante de debilidad en el cuerpo, el aumento del nerviosismo, el deseo habitual de echar una siesta a menudo son el resultado de un intercambio de aire insuficiente. Sin embargo, estos problemas pueden prevenirse con una ventilación y aire acondicionado adecuados.
Además, no será suficiente limitarse solo al sistema natural, ya que tiene una serie de desventajas. Es necesario elegir el tipo mecánico óptimo de intercambio y mezcla de aire, analizando los pros y los contras de cada método.
Intentemos juntos comprender cómo funcionan los diferentes sistemas de ventilación y en qué casos se utiliza cada variedad.
Contenido del artículo:
- ¿Por qué es necesaria la ventilación?
- El proceso de aire acondicionado
- Método mecánico de extracción de aire
- Descripción del sistema de suministro
- Características de la ventilación de extracción
- Esencia de la ventilación de suministro y extracción
- ¿Cómo funciona la ventilación local?
- Conclusiones y video útil sobre el tema
¿Por qué es necesaria la ventilación?
La renovación del aire permite prevenir enfermedades del sistema cardiovascular y del sistema nervioso central, el aumento del nivel de sudoración, el deterioro de la atención, las enfermedades crónicas en personas con inmunidad débil.
Un sistema de ventilación estándar permite:
- reducir la concentración de polvo y otras partículas pequeñas en el aire;
- seleccionar una temperatura confortable para el trabajo;
- eliminar los gases de escape y los componentes agresivos que causan alergias.
Por supuesto, se pueden abrir las ventanas, pero entonces entrarán polvo y aire sucio a la habitación. Y en las épocas frías, aumentarán los gastos de calefacción. Además, las corrientes de aire afectan negativamente la salud.
El proceso de aire acondicionado
Incluso en la temporada cálida, es problemático realizar un simple intercambio de aire sin el uso de dispositivos especiales. Por lo tanto, es recomendable utilizar equipos adicionales.
En verano, el aire es húmedo y cálido. El aire acondicionado proporcionará su limpieza y establecerá una temperatura más baja. Por ejemplo, serán adecuados los sistemas split, acondicionadores de aire industriales y chiller-fan coil.
En cambio, en la estación fría, el aire es helado y menos húmedo. Naturalmente, no olvide la filtración. Sin embargo, también es necesario calentar y humedecer el aire, con lo que el calentador se encarga exitosamente, garantizando elevar la temperatura a un nivel confortable.
Este proceso a menudo se logra mediante la mezcla: las corrientes frías se combinan con las cálidas. El aire se enfría en cámaras especiales mediante la entrada de pequeñas gotas de agua.
También hay recintos que requieren un enfoque especial para la organización de la ventilación. Por ejemplo, en los gimnasios con piscinas, el agua se evapora constantemente, elevando el nivel de humedad.
Para resolver tales problemas están diseñados los deshumidificadores. La desventaja de estos es la falta de ventilación. El aire permanece en el ambiente, pero disminuye el nivel de humedad. Por lo tanto, cae la concentración de oxígeno, lo que afecta negativamente el bienestar de las personas.
Método mecánico de extracción de aire
La ventilación natural a menudo no cumple sus funciones directas. Por lo tanto, se vuelve relevante la necesidad de utilizar un sistema artificial. Su principal diferencia radica en que funciona con forzamiento.
El tipo mecánico de ventilación se utiliza no solo en plantas industriales, sino también en viviendas. Su funcionamiento se basa en el trabajo de motores eléctricos, calentadores de aire, ventiladores y filtros.
Ventajas clave del sistema artificial frente al natural:
- Eficacia. Traslado de prácticamente cualquier volumen de aire a distancias considerables dentro del recinto.
- Independencia del clima. Cumplimiento impecable de las funciones directas del sistema en cualquier época del año.
- Posibilidades adicionales. Regulación de la temperatura y el nivel de humedad, limpieza del aire del polvo y otras partículas pequeñas.
La ventilación mecánica se divide en canalizada y no canalizada. En la primera, el aire pasa por recorridos alargados especiales.
En los sistemas no canalizados, los ventiladores se colocan en una construcción especial. Estos aseguran el flujo de masas de aire fresco.
Según el tipo de ventilación mecánica, los sistemas se dividen en de suministro, de extracción y de suministro y extracción.
Descripción del sistema de suministro
La principal tarea de este tipo de ventilación es garantizar el suministro de aire fresco a la habitación. Para que el equipo pueda realizar sus funciones de manera óptima, los modelos complejos están equipados con elementos adicionales que se encargan de la limpieza y la humidificación.
El principal inconveniente es la falta de capacidad de extracción de aire. Por lo tanto, la habitación no puede llenarse al 100% con masas de aire renovadas.
Principio de funcionamiento y estructura de la construcción
Un sistema estándar incluye un ventilador que se fija en la hoja de la ventana. Proporciona la entrada de aire fresco a la habitación. En esta, aumenta la concentración de gases. Por lo tanto, no queda espacio para el aire viciado y este abandona la habitación a través de aberturas de extracción especiales.
El componente clave del sistema es el ventilador de suministro. Sus parámetros principales son la potencia, la eficiencia del suministro de aire y la presión en la zona de trabajo. Los requisitos para las características técnicas del ventilador dependen directamente de la longitud y la complejidad de los conductos.
Además de este dispositivo, el sistema consta de los siguientes elementos:
- rejillas;
- válvulas;
- conductos de aire;
- distribuidores;
- filtros;
- calentadores.
Los filtros se encargan de eliminar del aire entrante las partículas mecánicas: polvo, insectos, residuos, etc. Pueden proporcionar limpieza gruesa, fina y muy fina. Según sus características de funcionamiento, se dividen en electrostáticos, secos y húmedos.
Los calentadores o calefactores se encargan de aumentar la temperatura del aire entrante. Pueden ser de tipo agua o eléctrico. Los primeros funcionan basándose en el sistema de calefacción de la casa. La fuente de alimentación de los segundos es la red eléctrica.
En cuanto a los elementos adicionales, pueden ser:
- elementos reductores de ruido;
- deshumidificadores;
- recuperadores;
- humidificadores;
- medios de automatización del funcionamiento del sistema;
- y otros.
El receptor de aire debe estar en un lugar limpio, protegido de la entrada de polvo. Cerca de este elemento estructural debe ubicarse la cámara de suministro.
¿Dónde se aplica este método?
El tipo mecánico de organización del suministro se utiliza tanto para instalaciones residenciales como industriales. Se encarga de toda la habitación o solo de una parte de ella, por ejemplo, un puesto de trabajo en la producción. Asegura la entrada de aire a una temperatura óptima.
Y también crea zonas especiales limpias, incluso si en otras habitaciones hay un nivel elevado de sustancias tóxicas. Puede combinarse con sistemas de ventilación por extracción y natural.
Más información sobre cómo instalar correctamente un sistema de ventilación de suministro, léala en este material.
Características de la ventilación de extracción
El sistema de extracción es lo opuesto al de suministro. Su tarea es sacar el aire contaminado del local. Existen tipos integral y colectivo.
Estructura y principio de funcionamiento
La ventilación de tipo evacuación es popular para el acondicionamiento de apartamentos. Asegura la salida del aire viciado o calentado. Las rejillas de extracción o las válvulas de ventilación se colocan generalmente en la parte superior de la habitación. El aire fresco ingresa a través de conectores especiales directamente desde el exterior o a través de habitaciones adyacentes.
El sistema puede ubicarse a una cierta distancia o bloquear completamente la fuente de contaminación. Si se puede limitar el punto de emisión de sustancias tóxicas, entonces la ventilación local será efectiva; de lo contrario, la general.
Aquí el lugar clave lo ocupa el ventilador. Precisamente su potencia determina la eficiencia de todo el sistema. Existen dispositivos de extracción de baja (velocidad del flujo de aire hasta 50 m/s), media — hasta 80 m/s y alta presión (hasta 200 m/s).
Los elementos principales de este tipo de ventilación son los siguientes:
- Gabinetes de extracción. Se distinguen por su mayor eficacia. Eliminan el aire excesivamente húmedo y cálido, gases pesados y polvo.
- Aspiradores. Eliminan la máxima cantidad de sustancias nocivas, extrayendo un mínimo de aire. No interfieren con el trabajador en el desempeño de sus funciones.
- Campanas de extracción. Están diseñadas para la evacuación de sustancias que se elevan. Existen tipos cuyo funcionamiento se basa en tiro natural o forzado.
- Paneles de extracción. Son efectivos para la evacuación de polvo y gases nocivos calientes. Son adecuados para puestos de trabajo donde se realiza soldadura de piezas.
- Aspiradores de borde. Se utilizan al trabajar con objetos grandes o voluminosos que se mantienen verticalmente mediante cuerdas metálicas u otros medios. Tienen un diámetro pequeño (menos de 100 mm) y se ubican a un lado del objeto de trabajo.
El sistema de extracción está destinado principalmente a la evacuación del aire viciado. Considerando los elementos constructivos mencionados, son efectivos para la ventilación local.
Matices del uso del sistema
Este tipo de ventilación de extracción es adecuado para locales con un nivel bajo de concentración de sustancias nocivas. Además, estas pueden ingresar a diferentes niveles, en flujos integrales y separados.
Este sistema es adecuado para almacenes, supermercados, instalaciones deportivas, centros de salud y locales residenciales. Se utiliza en naves industriales donde no se puede evitar la emisión de sustancias tóxicas. Se combina óptimamente con ventilación natural y de suministro. Puede actuar tanto localmente como asegurar la evacuación general de masas viciadas.
Al elegir, es necesario analizar las características del aire de salida. Si este último contiene muchas sustancias agresivas, entonces es conveniente optar por una opción con recubrimiento anticorrosivo.
Esencia de la ventilación de suministro y extracción
Este tipo de renovación de masas de aire en el recinto se considera uno de los más óptimos. Permite combinar las ventajas de los sistemas de suministro y extracción.
La tarea clave en el diseño es equilibrar los volúmenes de aire entrante y saliente. Si predomina el primero, entonces en el recinto aumenta la presión debido a la alta concentración de gases; al aumentar la cantidad de aire evacuado, disminuye.
La ventilación de suministro y extracción tiene dos variedades. La primera es la mezcla, cuando el aire limpio ingresa al recinto a través de elementos constructivos especiales, se mezcla con los gases existentes y sale a través de válvulas especiales.
El otro tipo es la ventilación por desplazamiento. La instalación del sistema se realiza a nivel del suelo. Aquí operan las leyes elementales de la física: el aire viciado tiene una temperatura alta, por lo tanto es desplazado por los gases que entran. Sale a través de rejillas ubicadas en el techo del recinto.
El aire fresco ingresa en la parte inferior del recinto, donde se mueve lentamente. Por lo tanto, en la zona de trabajo, en la parte del recinto donde se encuentran directamente los ocupantes, se crean condiciones confortables para el descanso y el trabajo.
Para que la ventilación por desplazamiento sea efectiva, es necesario que el aire fresco tenga una temperatura más baja que el que ya se encuentra en el edificio. Para locales residenciales, la diferencia es de 1-3 °C, para fábricas, plantas y otros objetos con requisitos especiales, de 1-5 °C.
Este tipo de ventilación tiene tanto ventajas como desventajas. Entre las ventajas se incluye la posibilidad de uso en edificios industriales, caracterizados por la emisión de sustancias tóxicas y temperaturas elevadas, y una alta eficiencia de funcionamiento.
En cambio, entre las desventajas se incluye lo siguiente:
- necesidad de áreas relativamente grandes para los difusores de suministro;
- aumento del área circundante;
- disminución de la efectividad del sistema debido a la entrada de objetos extraños en los difusores de suministro;
- aumento del gradiente vertical de temperatura.
Este último es la diferencia entre las temperaturas del gas en la zona de trabajo y bajo el techo.
Si desea optar por un sistema de ventilación y aire acondicionado por desplazamiento, entonces analice la ubicación y la potencia del equipo de calefacción. Estas características afectan la combinación de flujos de aire en la habitación.
Por ejemplo, el aire entrante, que debe llegar directamente a la zona de trabajo, puede ser bloqueado por los gases calientes de los radiadores o calefactores. Como resultado, se obtiene una ventilación no por desplazamiento, sino por mezcla.
El proceso de mezcla implica que el aire ingrese al local por uno o varios caminos. En cambio, los gases de escape salen en un solo flujo.
El parámetro clave de la ventilación por mezcla es la eyección. Es la combinación de cualquier tipo de medios, cuando uno de ellos influye y dirige al otro. En este caso particular, es la capacidad de los difusores para combinar armónicamente las corrientes de aire.
La eyección determina las características del sistema de ventilación. Por ejemplo, la mezcla se logra con difusores de tipo jet con un valor alto del indicador. Y para el desplazamiento, son típicos los dispositivos con un valor bajo de inyección.
Para minimizar la cantidad de corrientes de aire en caso de desviación de la diferencia entre las temperaturas del aire entrante y del aire interior respecto a la norma, los difusores deben tener un valor alto.
También son importantes la velocidad de movimiento de las masas de aire y la temperatura del aire. Para garantizar el máximo confort, es necesario que los gases se desplacen a no más de 0,18 m/s y tengan una temperatura de 20 a 22 °C.
Especialmente peligroso para la salud y el bienestar de la persona es el exceso del primer indicador y la disminución del segundo. Entonces, es difícil simplemente estar en el local, sin mencionar cualquier actividad productiva.
Al diseñar la ventilación, se debe considerar la influencia de obstáculos físicos. Estos incluyen luminarias colocadas en el techo, niveles, losas, columnas, etc.
Las aulas son locales no estándar que se caracterizan por una zona de trabajo considerable, una gran cantidad de oyentes y un techo alto. En consecuencia, el enfoque de la ventilación es bastante específico.
Una forma popular es suministrar aire fresco directamente debajo de los asientos de los oyentes. Se cree que los gases entrantes se calentarán, ascenderán al techo y serán expulsados de la sala.
Sin embargo, la práctica muestra que este enfoque es incorrecto: los gases se comportan igual que los líquidos. Primero, el aire se acumula en la parte inferior del auditorio y solo luego asciende.
Incluso los cálculos fundamentados y la modelización por ordenador no garantizan una predicción totalmente precisa de la dirección del movimiento del aire. Sin embargo, es necesario considerar la cantidad y ubicación de los difusores entre sí, la colocación de elementos calefactores, obstáculos y otros factores.
La mayoría de los estudios sobre la ubicación de los difusores demuestran que la ventilación por mezcla merece una evaluación arbitraria. Por ejemplo, es efectiva la colocación de las aberturas de salida de aire en la entrada de la sala, en el lado de los pupitres traseros.
Pero si se colocan las salidas en otras partes del auditorio, en la mayoría de los casos no se logrará el efecto deseado. Y un intercambio adecuado permite prevenir la formación de una franja de aire caliente y viciado.
Le recomendamos también leer otro artículo, donde hemos descrito más detalladamente el principio de funcionamiento de la ventilación de suministro y extracción. Más detalles – acceda al enlace.
¿Cómo funciona la ventilación local?
Si el aire entra intencionadamente en determinadas zonas de la sala o se extrae de ellas, entonces dicha ventilación se clasifica como local. Esta se divide en de suministro y de extracción.
La ventilación local de suministro requiere costos mucho menores en su aplicación que la general. Es popular en naves industriales que requieren una rápida renovación del aire. Permite reducir la humedad y la temperatura.
La construcción de extracción local también se utiliza en la industria. Es relevante para la eliminación de sustancias tóxicas y la reducción de la temperatura en una pequeña parte específica de la habitación. Hemos hablado más detalladamente sobre la ventilación de locales industriales en este artículo.
Permite prevenir las consecuencias de los factores negativos mencionados y otros. Tiene un efecto positivo en el confort laboral de los empleados, ya que las sustancias nocivas abandonan la sala casi inmediatamente después de generarse.
Si los trabajos relacionados con la emisión de sustancias tóxicas se realizan en la totalidad o en la mayor parte del área del local, entonces la ventilación local no será eficaz. Sin embargo, sigue siendo recomendable utilizarla frente a los lugares con mayores emisiones.
Conclusiones y video útil sobre el tema
Videoclip sobre la ventilación local en un local con equipo tecnológico:
El video explica las características y la relevancia del diseño del sistema de ventilación, sus opciones de equipamiento y los detalles de la instalación:
Un videoclip demuestra las características del funcionamiento de un sistema de ventilación estándar:
Cada uno de los sistemas de ventilación tiene sus propias características. Al elegir, se deben considerar muchos factores: desde la especificidad del uso del local hasta la presencia de obstáculos para el flujo de aire. Sin embargo, un enfoque cuidadoso permitirá optar por el sistema de ventilación óptimo.
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Ya no es la primera generación tanto de desarrolladores como de su clientela directa la que se plantea la misma pregunta. ¿Ventilación o aire acondicionado? La oposición tradicional – barato vs protección adicional contra la humedad (si hay piscina o sauna) y aún más contra sustancias nocivas (aunque aquí depende de la situación – así como puede ayudar un simple extractor, también puede que un aire acondicionado con clima artificial no pueda manejarlo). Mi elección personal fue muy simple – en mi familia hay dos alérgicos, por lo que no nos bastaba con un extractor. Pero no habrá reglas generales aquí – la especificidad de la construcción seguirá siendo el factor principal.
La cuestión de «Ventilación o aire acondicionado», Efim, no existe: uno complementa al otro. Vuelva a leer la sección «Proceso de acondicionamiento del aire». En el sitio web, por cierto, hay un artículo «Aire acondicionado con entrada de aire fresco» – en la sección «Modelos de conductos de suministro» se describen «modelos híbridos».
El mercado ya ofrece equipos de ventilación de formato para apartamentos, que funcionan en paralelo con el aire acondicionado. Se implica un programa que detiene el funcionamiento del aire acondicionado durante la renovación del aire mediante la ventilación. En la captura de pantalla se muestran las características de dicho dispositivo, que resuelve, por cierto, los problemas de los alérgicos.