Diseño de una cámara climática para estudios de confort térmico

Abstract

Los estudios de confort térmico tienen como finalidad la reducción del consumo de energía eléctrica destinado a los sistemas de climatización de edificios que proporcionan las condiciones térmicas del ambiente donde un grupo de personas desempeña una actividad. Los principales factores ambientales que influyen en el rendimiento de las personas son: la temperatura de bulbo seco, la temperatura media radiante, la humedad relativa y la velocidad del viento. Adicionalmente se toma en cuenta la actividad de las personas (metabolismo) y la vestimenta que usualmente se utiliza. Este trabajo desarrolla el diseño térmico de una cámara climática, un espacio cerrado similar a una oficina o un salón de clases donde se controlan los factores externos que puedan afectar las condiciones ambientales que se quieren recrear. Primero para el control de temperatura de las paredes se propuso el uso de unas mantas o mallas eléctricas para controlar la temperatura de las superficies de las paredes, luego un equipo de climatización central para distribuir de forma uniforme el aire frio o caliente a través de los difusores ubicados en el techo y la humidificación es realizada mediante vapor caliente por electrodos. Se construyó un equipo de medición de temperatura, humedad y velocidad de viento de bajo costo que servirá para aplicar los métodos predictivos para determinar el índice de confort térmico en las personas con base a una normativa técnica pertinente. Con el aire de suministro a 15°C, se encontró que la temperatura media dentro de la cámara fue de 22°C mientras la pared radiante estaba operando a su máxima temperatura solicitada de 30°C. Las simulaciones del cuarto muestran que utilizando una velocidad del viento en la salida del difusor de 2 m/s se atenúa a medida que se acerca a las paredes llegando a los 0.2 m/s. La estación de sensores de monitoreo tuvo un precio menor a $70 utilizando sensores que pudieran acercarse a las especificaciones recomendadas para estudios de campo.