La difusión del aire

Llegados al punto de avances tecnológicos y materiales conseguidos en la sociedadad actual,

ya no se concibe el diseño de un local público o comercial en el que no exista una instalación

de aire acondicionado o calefacción.

Para conseguir que el aire tratado sea distribuido en los locales en condiciones óptimas, velocidades aceptables y con el mínimo ruido posible, usamos la técnica llamada de “difusión del aire” que consiste en la gestión de los medios materiales (elementos de difusión) y técnicos con el fin de conseguir una instalación confortable. 

La velocidad del aire

Es la velocidad que se produce entre lamas en la rejilla o en el difusor; es mayor que la de salida pues se descuenta la superficie ocupada por las lamas y la superficie neta o efectiva [Aeff] es menor.

Está limitada en las instalaciones por los efectos que producen una velocidad excesiva de paso del aire por la unidad: pérdida de carga, alcance y nivel sonoro.

Las velocidades recomendadas son:

Rejillas de impulsión 2,5…3,5 m/s

Difusores 2,5…4,0 m/s

Difusores lineales 4,0…9,0 m/s

Rejas toma y expulsión de aire 2,5…5,0 m/s

La velocidad residual

Es la velocidad que afecta directamente sobre los ocupantes; se le llama residual porque ya no tiene función de transporte, únicamente se mantiene por cuestiones de confort.

Nunca el aire debe de entrar en la zona ocupada con una velocidad superior a las recomendadas, que son las indicadas en siguiente tabla:

Actividad de los ocupantes Ejemplo Velocidad final en m/ s.

Fábricas y similares 05 a 0.7 porque tienen una actividad de ocupación alta.

Oficinas y similares 0.35 a 0.5 porque tienen una actividad de ocupación media.

Salas de espera y similares 0.25 a 0.35 porque tienen una actividad de ocupación baja.

La tendencia es a exigir valores cada vez menores. Si en la actualidad en un ambiente estándar requerimos velocidades < 0.25 m/s, la tendencia de las normas europeas en elaboración es hacia valores inferiores a 0.17 m/s.

Se considera zona de ocupación:

200 cm. sobre el suelo para personas de pie.

130 cm. para personas sentadas.

100 cm. de distancia a fachadas acristaladas.

50 cm. de distancia a paredes.

No pueden ser consideradas como zonas ocupadas los lugares en los que puedan darse importantes variaciones de temperatura con respecto a la media y pueda haber presencia de corrientes de aire, como son las siguientes:

Zonas de tránsito.

Zonas próximas a puertas de uso frecuente.

Zonas próximas a cualquier tipo de

unidad terminal que impulse aire.

Zonas próximas a aparatos con fuerte producción de calor.

La temperatura local y sus variaciones

La temperatura hoy aceptada como confortable viene fijada, entre otras por la norma DIN 1946 parte 2, siendo necesario evitar las estratificaciones.

En una misma horizontal no debe superarse una diferencia de temperatura de más menos 2ºC en calefacción y 1,5ºC en refrigeración.

Respecto a la vertical, si la diferencia de temperatura entre el nivel de los pies y la cabeza supera los 3ºC comienza a aumentar de forma importante el porcentaje de usuarios insatisfechos.

¿Qué es el alcance?

Es la distancia desde la unidad de impulsión al punto en el que la velocidad en el centro de la vena de aire ha descendido hasta la velocidad final considerada, generalmente 0,5 m/seg.

El alcance puede ser isotérmico o no; se considera alcance isotérmico cuando el aire impulsado tiene la misma temperatura que la del ambiente (casos de sólo ventilación) y alcance no isotérmico cuando la temperatura de la impulsión es diferente a la del ambiente (refrigeración o calefacción).

La misma rejilla tiene un alcance mayor cuando la temperatura del aire impulsado es la misma que la del ambiente; cuando es diferente presenta una desviación de la vena de aire que tiende a subir en invierno, por ser de temperatura superior a la del ambiente, y a bajar en verano, por ser inferior; a este fenómeno lo llamamos desviación.

El Alcance con efecto techo (Efecto Coanda)

Cuando el aire es impulsado por difusores de techo o por rejillas de pared situadas a una distancia menor de 30 cm. del techo, la vena de aire se adhiere al techo en su recorrido. Este fenómeno facilita que no incida en la zona de ocupación hasta haber descendido su velocidad hasta valores que no provocan sensación de corriente de aire, a la vez que aumenta el alcance de la vena de aire.

Si junto al difusor no existe un techo cerrado, para que se pueda producir el Efecto Coanda y la vena de aire no se desprenda inmediatamente del techo deberá de existir alrededor del difusor como mínimo un cuello horizontal de aproximadamente 150 mm.

Si la impulsión se realiza desde la pared a una distancia del techo mayor de 30cm. el efecto de techo o efecto COANDA no se produce. Entonces el Alcance Real disminuye aproximadamente en un 25%.

El punto critico

El efecto techo se mantiene mientras la velocidad del aire es superior a 0,25 – 0,35 m/seg.

Cuando la velocidad es menor, la vena de aire se despega del techo y comienza a descender;en el punto que esto se produce se le denomina punto crítico. Normalmente se puede determinar a partir de los datos que nos proporcionan los fabricantes en sus catálogos de selección.

Existen programas de selección de material de difusión que nos aportan varios datos relativos al alcance; como el alcance se calcula para una velocidad determinada, un mismo elemento de difusión tiene varios alcances en función de la velocidad final que determinemos.

Por eso es normal encontrar las siguientes expresiones:

Al02 = Alcance a una velocidad final de 0.2 m/seg.

Al03 = Alcance a una velocidad final de 0.3 m/seg.

El  espesor de la vena de aire

Es la altura vertical de la vena de aire en el punto donde la velocidad final es la considerada.

Generalmente aparece cuando el aire impulsado llega a su punto crítico.

El caudal inducido

Cuando una vena de aire sale de un elemento de difusión éste crea un efecto de arrastre sobre el aire del ambiente, generándose una mezcla del aire impulsado y el del ambiente, que presenta características intermedias; a medida que avanza la vena de aire se va haciendo más voluminosa y pierde velocidad; se llama caudal inducido a la cantidad de aire que es arrastrado por este fenómeno.

La inducción aumenta con la superficie de contacto de la vena de aire, de manera que según la necesidad se debe potenciar o disminuir.

Si se pretende que el alcance de un elemento sea grande se favorecerán venas de aire con poco perímetro, por ejemplo circulares o cuadradas, que son figuras geométricas con poco perímetro en relación a la superficie.

En ocasiones se pretende lo contrario, poco alcance o que cuando llegue a la zona ocupada el aire se haya mezclado de forma que no presente excesiva diferencia con el ambiente (caso de los difusores de techo circulares que tienen una forma geométrica de aros con céntricos que favorece la inducción); otro motivo puede ser que exista una pared enfrente de la rejilla de difusión y se pretenda evitar que rebote disminuyendo el alcance.

Prevención de las zonas mal acondicionadas

Este defecto se da en las instalaciones que presentan zonas en el que el aire no es capaz de llegar, generalmente porque el retorno no está bien situado o la impulsión de aire no es suficiente. Es un defecto de diseño que se tendrá que prever en la fase de diseño, porque si se produce, en ocasiones resulta difícil de solucionar.

Prevención de los cortocircuitos

Los cortocircuitos de aire se producen cuando el aire de la impulsión es enviado directamente a las rejillas de retorno impidiendo que cedan el frío o el calor que transporta.

Prevención de las estratificaciones

Estratificar el aire es situar el aire caliente en la zona más alta y el aire frío en la zona más baja; siendo acentuado en función del aumento de la altura en los locales, este fenómeno puede ser positivo o negativo desde el punto de vista de confort y ahorro energético.

En general, diremos que es positivo en verano y negativo en invierno.

Las estratificaciones de aire caliente (invierno) suelen producirse cuando se dan una o dos de las circunstancias siguientes:

• El aire de impulsión está mucho más caliente que el ambiente.

• La velocidad del aire de impulsión es baja y por la parte superior del local.

• El retorno está situado en la zona alta del local.

Si se reúnen las condiciones señaladas el aire circulará lentamente desde la impulsión hasta el retorno por la parte alta del local, siendo incapaz de llegar a la zona ocupada y resultando ser una instalación muy deficiente.

Sabemos que el aire caliente siempre tiene tendencia a elevarse, por eso tendremos que tomar precauciones en la fase de diseño de la instalación:

• Colocar el retorno en la parte inferior.

• Aumentar la velocidad de impulsión, generar inducción con aire del local y tratar de dirigir la vena de aire a la zona más baja.

El control del ruido

El ruido es un contaminante muy perjudicial para la salud de las personas, carece de sentido y llega a rozar el ridículo que pretendiendo generar un ambiente térmico confortable lleguemos a perjudicar a los ocupantes de un local por el ruido producido por las instalaciones.

En los sistemas de difusión de aire se suele producir por elevar excesivamente la velocidad efectiva en los elementos terminales; todos los fabricantes aportan en sus tablas o programas de selección el nivel de ruido que generarán estos elementos, dependiendo de la actividad o tipo de local. Este parámetro será tenido en consideración siempre que seleccionemos un elemento de difusión.

                                                                                                              Fdo.:Joaquín Trancoso Barrera