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APLICACIÓN DE LOS RECURSOS NATURALES EN DISPOSITIVOS DE

ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO DE TIRO DESCENDENTE EN

EDIFICIOS COMERCIALES: LA EXPERIENCIA INTERNACIONAL

López Lozanía Doriens Yanira

Operaciones Unitarias II

21 de Febrero de 2013

IMPLEMENTATION OF NATURAL DOWN-DRAFT EVAPORATIVE

COOLING DEVICES INCOMMERCIAL BUILDINGS: THE INTERNATIONAL EXPERIENCE

Nader V. Chalfoun University of ArizonaTucson, AZ

10 paginas01 de Agosto de1998

1. Resumen2. Introducción 3. Programa Coolt©4. Descripción de proyectos recientes5. El Centro de Tecnología de Botswana (BTC)6. El MOMRA Ambiental Rowdah7. Conclusión

Índice

Resumen.

Los enfriadores evaporativos de tiro descendente o “Torres de Enfriamiento” son dispositivos desarrollados en el Laboratorio de Investigación Ambiental de la Universidad de Arizona, son similares a los convencionales, con colchonetas humedecidas , pero el aire se mueve por el flujo de la gravedad ahorrando la energía requerida por el ventilador.

Este artículo se centra en la reciente implementación de las “Torres de enfriamiento” en dos proyectos internacionales en regiones áridas. También en la demostración del programa CoolT© desarrollado por el autor, que es usado para diseñar las torres usadas en los dos proyectos.

1.-Centro de Tecnología en Botswana (BTC)

Es un edificio de oficinas de la Sede en Botswana, Sudáfrica.La carga de calefacción se redujo en un 89,9% y la carga de refrigeración en un 24%.

2.-El Ministerio de Asuntos Municipales y Rurales (MOMRA) “Environmental Rowdah”

Proyecto en Riyadh, Arabia Saudí.Demuestra el uso en los espacios al aire libre. El Rowdah está equipado con una Torre de Enfriamiento de 76 pies de alto, la más grande en el mundo.La temperatura ambiente del aire de 107.1 ªF (41,7ªC) se enfrió a 73,9 ªF  (23,2 ªC), es decir 33.2" F (18,4 ªC) más baja, pero el 13% de humedad relativa del aire se incrementa hasta el 75% en la torre.

Introducción.

Los enfriadores evaporativos de Tiro forzado se han utilizado durante muchos años en el desierto del suroeste de Estados Unidos y requieren de energía para un ventilador para forzar el aire a través de las colchonetas humedecidas, además de una pequeña bomba para recircular el agua.

Los enfriadores evaporativos naturales de tiro descendente han eliminando (en algunos casos) el requisito de cualquier entrada de energía eléctrica (Thompson 1992).

El caudal de aire depende de la eficiencia de la Torre.Altura y la sección transversal, así como la resistencia al flujo de aire.El agua consumida es casi similar (a menudo menos) que la que consumen los refrigeradores evaporativos convencionales. Esquema de la Torre

de Enfriamiento

En general, el consumo de agua aumenta a medida que el volumen de aire refrigerado producido por cualquiera de los sistemas aumenta. Por ejemplo, 7000 ft3/min de aire frío producido por una torre en Tucson, Arizona, consume cerca de 15 litros de agua por hora. Un enfriador evaporativo convencional de la misma capacidad en el mismo lugar y la fecha consume aproximadamente18 galones por hora.

Torre de enfriamiento en la residencia HodgesUnidad prototipo

Programa Coolt©.

Coolt©.

Es un programa informático desarrollado con el fin de predecir el rendimiento de las torres de enfriamiento.La tasa de flujo de aire fresco proporcionado por un torre es determinado por la siguiente ecuación (Cunningham y Thompson 1986):

Es decir, la tasa de flujo de aire está determinada por la suma de la densidad del aire y la fuerza del viento.

En ausencia de viento la ecuación se reduce a:

El eficiencia de la colchoneta se define como la relación de la caída de la temperatura de bulbo seco del aire que pasa a través de la colchoneta (Δt) a la depresión del bulbo húmedo (Δtw), o la diferencia entre el seco (ta) y de bulbo húmedo (twb):

Pantalla interactiva y editor de construcción. Coolt©.

Tabla 1. Coolt© Resultados para una torre al aire libre 32 metros de altura en Tucson,

Arizona.

Descripción de proyectos recientes.

Durante los últimos años, el autor y un equipo de investigación del ERL han ayudado en la diseño desarrollo de varios proyectos nacionales e internacionales. Implementando Avanzadas técnicas de construcción para el ahorro de energía, así como innovadores dispositivos de enfriamiento naturales.

El Centro de Tecnología de Botswana (BTC).

El clima de Botswana se caracteriza por ser seco subtropical. El clima secundario se clasifica como semi-desierto (la estepa desértica de transición) en la región de Gaborone. La precipitación es pequeña y poco fiable como Botswana es en mayor parte desierto de Kalahari.Con temperaturas entre los 30ªC y 12.8ªC

Zonas de construcción de BTC

El edificio fue construido con los mejores diseños de construcción y materiales eficaces aislantes reduciendo así el gasto de energía de 70 KBTU/ft2.Yr a 34.9 KBTU/ft2.Yr

BTC con cuatro torres de enfriamiento

El MOMRA “Environmental Rowdah”.

(Ministry of Municipal and Rural Affairs)Ministerio de Asuntos Municipales y Rurales

El nuevo edificio MOMRA es en la forma de un cubo grande 240X240X1 15 pies (80X80X35 m) plantado en medio de un palmeral de 1000 árboles y una gran variedad de otros árboles y arbustos. Dentro de la arboleda se encuentran 4 jardines definidos por los límites de piedra natural.

El autor fue nombrado como el principal arquitecto trabajando en el diseño de “Rowdah Environmental”. El Rowdah está diseñado como un proyecto para demostrar el arte de las estrategias de control ambiental y técnicas humanas para el confort térmico de los espacios al aire libre.Las estrategias incorporadas en el Rowdah son una torre y un pozo de enfriamiento, una tienda de campaña, fuentes, jardines medicinales, peces y estanques de agua.

Vista de la “Environmental Rowdah” que muestra los elementos de control del clima y de los jardines (dibujos del autor).

La torre es de 76 pies de alto (25.2 m). Dimensiones externas de un máximo de 26X26 pies (8x8 m) para un mínimo de 21x21 pies (6.5X6.5m). El conjunto de evaporación en la parte superior de la torre (la torreta) se compone de un serie de almohadillas que se mantiene constantemente húmedo con recirculación de agua desde un depósito en la torreta

A medida que el aire seco entra en contacto con las colchonetas saturadas un porcentaje del agua en estas se evapora. Este aire más fresco ahora comienza a caer, ya que es más pesado que el aire caliente circundante. El resultado es un flujo continuo de aire refrigerado hacia abajo del eje de la torre y en el lecho de aire fresco.

Torre de enfriamiento después de su construcción

El sistema funciona mejoren los días calurosos y secos, es en estos días cuando alcanza el rendimiento óptimo que se desea.

Conclusión.

En las regiones áridas “Las Torres de Enfriamiento", son dispositivos útiles para la refrigeración edificios y áreas exteriores públicas y privadas. Como no hay partes móviles o mecánicas poco, requieren un sencillo mantenimiento. Cuando el agua se evapora, sólo agua pura se libera. La suciedad y la escala de los minerales se quedan en las almohadillas y en el sumidero.

Tienen la capacidad de enfriamiento de aire seco alrededor de 25 °F a 35 °F (14 ° C a 18 ªC). El aire enfriado es aproximadamente 60 a 70% más alto en contenido de humedad. Así mismo el programa Coolt©. Es un programa útil para la simulación y diseño adecuado del tamaño de las torres de para uso comercial y / o residenciales.

Gracias por su atención.