Autor: David Pesquer
Miembro del Equipo de Gavri.es
Calentar espacios grandes y altos puede ser un verdadero desafío. La física nos enseña que el aire caliente sube, creando un colchón de calor justo debajo del techo, mientras que el aire frío se acumula en la parte inferior. Este fenómeno, conocido como estratificación del calor, resulta en una ineficiencia energética significativa, especialmente en edificios con techos altos. ¿Cómo se puede mantener una temperatura confortable a nivel del suelo sin desperdiciar energía? La respuesta radica en la correcta utilización de ventiladores de techo diseñados específicamente para estas condicion
Estratificación del calor
Para poder calentar estancias grandes y de mucha altura es necesario un enorme aporte
energético. Todo aquel que haya trabajado alguna vez debajo del techo subido a una escalera conoce este efecto. Cuanto más alta sea la estancia, más calor se acumula debajo del techo.
El aire caliente tiene un peso específico menor que el aire frío. Esto provoca que el aire
frio se concentre a la altura del suelo y el aire caliente en la zona del techo. El aire frío que entra «cae» directamente al suelo y se acumula en ese espacio. Para el uso de una estancia la temperatura a nivel del suelo es casi siempre la más relevante, puesto que se trata de la zona en la que estamos y trabajamos las personas.
Con el fin de lograr una temperatura adecuada a nivel del suelo, se puede o bien desperdiciar
una energía costosa y después volver a calentar o bien se puede mezclar el aire ya existente
de tal forma que consigamos una temperatura media constante en toda la estancia.
El gráfico que aparece a continuación ejemplifica de forma esquemática cómo se crean las distintas estratificaciones térmicas (también llamadas capas horizontales) y cuál es su
efecto. Grandes cantidades de energía valiosa y cara «aguardan» sin ser utilizadas justo
debajo del techo, mientras que en la zona de ocupación la temperatura es demasiado baja.
Por regla general, en estos casos un aumento de la temperatura en un 1° C supone un incremento del 6 % en el gasto de calefacción.
Los tejados libres de nieve en invierno son un síntoma de un gasto en calefacción innecesariamente elevado. Debido a la falta de aislamiento o a un aislamiento deficiente, en la zona del techo se producen a menudo puentes térmicos que facilitan la disipación de una gran parte del calor que se acumula en esa zona. El sistema TDA lleva este aire caliente de vuelta al lugar en el que se necesita: la zona de ocupación y de trabajo. De esta forma, la temperatura en la zona del techo se reduce considerablemente. Por lo tanto, una zona de techo mucho más fría evita que se disipe tanto calor.
Los ventiladores adecuados
No todos los ventiladores de techo son aptos para su uso en estancias de gran altura. En el
caso de los ventiladores de techo decorativos convencionales, su alcance suele ser insuficiente.
El flujo de aire «arranca» muy por encima del suelo y es impulsado de nuevo hacia el techo.
El calor estratificado acumulado en la parte superior de la estancia se entremezcla, pero no
llega a la zona de ocupación a la altura del suelo donde se necesita. Lo mismo ocurre en caso
de funcionamiento hacia atrás, que resulta útil en el caso de estancias de poca altura, pero
que resulta insuficiente para una recirculación del calor con techos de más de 5 m. El perfil
especial de las aspas metálicas de los ventiladores TDA hace que el aire caliente llegue más
lejos, superando el empuje natural incluso en estancias de techos altos. Gracias a la regulación
precisa de la unidad de control TDA es posible adaptar la velocidad del aire a todas las
condiciones de espacio y características constructivas.
Aplicación universal
El sistema TDA se puede configurar para muchas aplicaciones y condiciones. Cuatro tamaños, que también se pueden combinar entre sí, como TDA-E también en versión reversible, varillas de montaje adaptadas a distintas longitudes, así como ventiladores IPX5 con protección contra el agua proyectada. El uso de transformadores intermedios permiten su uso en casi cualquier entorno constructivo, gracias a la reducción de la velocidad del aire en distintos segmentos.
Refrigeración en verano
El modo manual del Control TDA permite manejar el sistema como regulador de velocidad
manual fuera de la temporada de calefacción (funcionamiento de verano), generando un
agradable movimiento de aire fresco en estancias que de lo contrario resultarían sofocantes
y, en parte, estarían sobrecalentadas. De esta forma, aumenta el confort térmico de
los trabajadores, lo que mejora la concentración, el bienestar físico y, por lo tanto, la
productividad. Mediante un sencillo cambio a funcionamiento automático, el mando vuelve otra vez a modo de invierno.
Número de ventiladores
En primer lugar, a partir del gráfico de selección y dependiendo de la altura del techo se calcula el número de aparatos por 1.000 m² y el tamaño de los aparatos TDA. Partiendo del eje vertical, y a la altura del techo correspondiente, nos desplazamos hacia la derecha hasta el punto de intersección de la línea roja. Desde ahí calculamos en sentido vertical hacia abajo el número de aparatos necesarios. En los cambios de color entre dos tamaños, el proyectista puede elegir cualquiera de las dos dimensiones.
Gráfico de selección N.º de aparatos/1.000 m²: dependiendo de la altura de la estancia (eje vertical), en sentido horizontal hacia la derecha hasta el punto de intersección con la línea roja. Desde ahí, en sentido vertical hacia abajo. El eje horizontal nos da el número de ventiladores
TDA necesarios por cada 1.000 m². El tamaño de los ventiladores se obtiene a partir del color de fondo del punto de intersección con la línea roja.
Distancia entre los ventiladores
Para diseñar el proyecto necesitamos la medida. A, es decir, la distancia media entre los aparatos TDA. Esta se calcula aplicando la siguiente fórmula:
La distancia de los ventiladores hasta la pared exterior fría es de 1/2 A con el fin de
compensar la refrigeración del aire caliente que se genera en este punto y la consiguiente reducción del impulso.
Pistas de tenis cubiertas
Es estos casos se han de aplicar reglas especiales de disposición. Para las pistas de tenis
y bádminton cubiertas lo ideal es que los ventiladores estén instalados entre las pistas, con
el fin de evitar cualquier distracción de los jugadores. Cada 2 aparatos se instalarían aproximadamente a 5-8 m de distancia lateral a la red.
La velocidad media del aire a una altura aproximada de 1 m debería regularse entre 0,15 y 0,40 m/s dependiendo de la sensibilidad de los jugadores (limitación de la velocidad máxima
en el Control TDA). Para un pabellón con 2 pistas se instalarían 2 aparatos TDA 1200 I, para un pabellón de 3 pistas 4 aparatos, para uno de 4 pistas 6 aparatos y así sucesivamente.
Los modelos TDA-Highstream Series 600 y 800 se han diseñado especialmente para zonas en las que es necesaria una protección contra contacto o una dirección de impulsión diagonal. Un menor consumo de energía con un caudal de aire mejorado y una distancia de proyección máxima son algunas de las características de estos aparatos. Colgados de cadenas (con una longitud de 100 cm incluida), estos aparatos alcanzan la zona del suelo incluso a gran altura con diferencias de temperatura (ΔT) elevadas. La limitación de la velocidad máxima a través de la unidad de control Control TDA impide la generación de corrientes. Ni siquiera la humedad y la suciedad suponen ningún problema. Los modelos de la serie TDA-Highstream tienen una protección IP54 y son resistentes a la suciedad y la humedad.
A diferencia de los ventiladores TDA, los aparatos de la serie TDA-Highstream permiten un montaje con una dirección del aire específica, p. ej., diagonal. En este caso, el montaje se realiza con cadenas inclinadas y el aire es empujado en diagonal u horizontal. De esta forma, logramos aprovechar los colchones de aire caliente que con los ventiladores TDA normales resulta imposible trasladar a la zona de ocupación. Con el fin de evitar la generación de corrientes, se puede instalar un transformador intermedio de tipo ETW 1,0 N.º 892032 entre la unidad de mando Control TDA y el TDA-Highstream.
La elección de la fase operativa adecuada la toma el instalador durante el montaje. Dado que por su tipo de construcción los ventiladores de tambor resultan siempre más ruidosos que los ventiladores de techo (puesto que funcionan a revoluciones más elevadas), el transformador intermedio sirve al mismo tiempo como ajuste del nivel de ruido de toda la instalación TDA.
Flujos de aire en el ejemplo del TDA 900 I
Cmedia = velocidad media del aire
Cmáx. = velocidad máxima del aire
Independientemente del tipo de calefacción: El sistema TDA es totalmente compatible con los actuales sistemas de calefacción regulados por termostato y un buen complemento a los mismos, sin necesidad de conexiones adicionales o modificaciones complejas. El termostato sistema de calefacción «percibe» el aumento del a temperatura en la zona de ocupación y reduce automáticamente la potencia calorífica, por lo que el deseado efecto ahorro tiene lugar de forma inmediata. Además, el sistema TDA logra la suficiente renovación del aire.
Sistemas de control TDA
Control TDA 6:
aparato básico con ajuste analógico, regulación por fases.
Control TDA 6 D:
como el Control TDA 6, pero con programación digital y pantalla.
Control TDA x T:
como el Control TDA 6, pero con transformador de 7 velocidades. Para zonas con mucho ruido.
Función: El aparato calcula la diferencia de temperatura (ΔT) entre el suelo y la zona del
techo mediante 2 sensores semiconductores independientes (conexión con cable de 2 hilos
convencional).
Con la ayuda del valor nominal de la ΔT (1 –10o K) los ventiladores continuos/7 velocidades se regulan entre la velocidad mínima y la velocidad máxima preconfiguradas. Si la ΔT preconfigurada se supera en 3o K, el apartado pone en marcha los ventiladores. Cuanto mayor sea la ΔT, mayor será la velocidad de los ventiladores. Si la ΔT es menor que el valor nominal preconfigurado, los ventiladores se apagan. Se impide la generación de capas de calor; los ventiladores funcionan solo cuando es realmente necesario.
Aplicación universal
Montaje del sensor de techo: en el punto más elevado de la nave, en el flujo del aire.
Montaje del sensor de techo: en un lateral, aprox. 10 cm por encima del suelo, en el flujo del aire. No montar detrás de cortinas ni estanterías. No montar en soportes de metal (puentes térmicos).
Cables de los sensores: hasta 50 m de longitud
2 × 1,5 mm², hasta 150 m de longitud
2 × 2,5 mm².
No utilizar hilos de cables con corriente; cablear siempre por separado.
Ventiladores TDA
Elegante diseño italiano. Motor equilibrado, doble cojinete de bolas, con protección contra sobrecargas térmicas y condensador de arranque. Carcasa del motor fabricado en aluminio fundido para una reducción de las resonancias electromagnéticas.
3 aspas optimizadas aerodinámicamente con una gran superficie para lograr el máximo caudal de aire y alcance. 15 años de garantía en el motor. Revestimiento de resina epoxi resistente a los arañazos, color blanco (serie TDA-E) o gris claro (serie TDA-I). Sistema de suspensión con absorción de vibraciones.
Varilla para una distancia al techo de 495 mm, se puede acortar a cualquier tamaño intermedio. Series TDA-I y TDA-E con protección IP20, TDAX 1400 I con protección IPX5.
Hay disponibles varillas más largas (100 cm) para una mejor renovación del
aire en estancias de gran altura.
En un cálculo modelo de la demanda de calefacción realizado por la Forschungsgesellschaft Heizung Lüftung Klima (FG HLK Stuttgart mbH) de la Universidad de Stuttgart, se calculó la carga térmica necesaria de dos naves de idéntica construcción. En una nave en la que no se produce estratificación del calor la carga térmica es un 23 % inferior a la de una nave sin sistema para eliminar dichas estratificaciones. Tenemos un pdf con los cálculos. Escríbenos a contacto@gavri.es y te los enviamos.
Ahora ya sabes q¿ué es un sistema TDA.? Si quieres más información contacta a +34 934 613 072