1. Operaciones Unitarias II
Proceso de enfriamiento evaporativo
adaptado para el clima de la ciudad de
Bagdad
Javier Alejandro Alonso Mozqueda
20 de febrero de 2013
2. Evaporative cooling process
adaptive for Baghdad city climate
Amjad Al-musaed.
2nd PALENC Conference and 28th
AIVCConference on Building Low Energy
Cooling and Advanced Ventilation
Technologies in the 21st Century,
September 2007, Crete island, Greece.
5 páginas.
3. Índice
Abstract.
Clima en Bagdad y tipología de casas.
Sistema de enfriamiento evaporativo.
Tipos de sistemas de enfriamiento evaporativo.
Conclusiones.
5. El ser humano ha desarrollado varias técnicas de
enfriamiento pasivo (no requieren energía
mecánica):
Torre de viento (enfriamiento convectivo y de
masa).
Rocío de agua con fuentes (enfriamiento
evaporativo).
Blanqueado con cal (protección solar).
6. ¿Qué es el enfriamiento evaporativo?
Proceso de enfriamiento de aire por medio de
evaporación de agua.
El agua evaporada consume calor en sus
alrededores.
La evaporación ocurre cuando: presión de vapor
del agua<Presión parcial del agua (alrededores).
Cambio de fase (agua) de líquido a vapor --
>liberación de calor sensible del aire.
Baja la temperatura del aire mientras aumenta su
humedad.
7. Un ejemplo del enfriamiento evaporativo es la
transpiración de la piel.
En climas calurosos con alta humedad atmosférica el
efecto es menor debido al contenido de humedad en
el aire. La evaporación aumenta en conforme el
movimiento del aire se incrementa.
Ambos de estos factores pueden ser aplicados al
enfriamiento natural de edificios.
El enfriamiento evaporativo es efectivo solamente en
climas secos.
Las técnicas de enfriamiento evaporativo pueden ser
9. Ciudad de Bagdad y su clima
Bagdad, Irak.
Fundada en 762 por Abu Jafar al-Mansur.
Clima: Caluroso y seco en verano, fresco y
húmedo en invierno.
Entre mayo y septiembre la temperatura
promedio es 41ºC y la máxima puede alcanzar
hasta 49ºC en julio y agosto.
El calor intenso es mitigado por la baja humedad
relativa (10 a 50 porciento) y a una temperatura
baja de 17ºC o menos por la noche.
11. Tipología de casas en Bagdad
Se caracterizan por tener un pequeño número de
aberturas pequeñas en la pared exterior y un
gran numero de entradas hacia un patio interno.
El patio interno es un jardín y es el centro de las
actividades familiares. Todos los cuartos se
ubican alrededor con entrada hacia el patio.
Fuentes para refrescar el aire y árboles para dar
sombra (ayudan a humidificar el aire).
Paredes y techo de gran espesor y son buenos
aislantes y ayudan a estabilizar la temperatura de
los cuartos.
14. Aspectos generales
Métodos evaporativos pueden ser usados para
incrementar el enfriamiento en sistemas de
enfriamiento convectivos.
Se puede lograr introduciendo aire externo en la
casa a través de un filtro húmedo o de
empaques.
Métodos pasivos usan los mismos principios pero
utilizan sistemas naturales para distribución de
aire.
Mientras el calor sensible es mitigado por
técnicas pasivas, el calor latente contenido en el
aire húmedo es mas complicado de disipar, lo
cual hace el enfriamiento evaporativo menos
15. Es importante maximizar el flujo de aire a través
del agua expuesta.
El aire fresco debe de estar continuamente
disponible para reemplazar el aire húmedo que
se acumula cerca del agua.
De no ser así el aire se saturara con vapor de
agua y la evaporación y enfriamiento disminuye.
17. Existen dos tipos de enfriamiento de una casa por
medio de un sistema de enfriamiento evaporativo.
El primero consiste en enfriar aire exterior
directamente por evaporación y después introducirlo
en la casa. El aire es humidificado mientras su
temperatura baja y el contenido de humedad en el
interior de la casa aumenta por encima del exterior.
A este tipo de enfriamiento se le conoce como
enfriamiento evaporativo directo.
El flujo de aire puede ser inducido por métodos
mecánicos (abanicos) o por medios naturales
(diferencia de temperaturas, rocío de agua por
18. El otro tipo de enfriamiento se logra al enfriar un
elemento de la casa (pared, techo, ventana, etc.).
Este elemento sirve como un disipador de calor y
absorbe, a través de su superficie interior, el calor que
penetra la casa .
A este tipo se le llama enfriamiento evaporativo
indirecto.
Con tales sistemas la temperaturas del aire bajan sin
elevar el contenido de humedad en el aire.
19. Sistemas de enfriamiento directo
Este sistema aplicado a enfriamiento de confort
se logra simplemente aplicando humedad a una
corriente de aire en movimiento para enfriarlo.
Se pueden utilizar en conjunto con fuentes y
lagos donde la evaporación del agua ocurre a
menor temperatura en el cuarto.
Se necesita una fuente de aire mas seco que el
aire en el interior de la casa.
Se utiliza un procedimiento conocido como
enfriador de volumen.
20. El sistema esta basado en el uso de una torre de agua
contenida en un recipiente la cual es precipitada.
El aire externo introducido en la torre es enfriado por
evaporación y luego es transferida al hogar.
Estas torres son llamadas también como chimeneas
inversas. Así como en la columna de aire caliente
aumenta en una chimenea, la columna de aire frio, en
este caso, baja.
El flujo de aire dependerá de la eficiencia del
dispositivo de enfriamiento evaporativo, así como de
la altura de la torre y su sección transversal.
22. Existen tambien las torres de aire, la cual se usa en
paises aridos calurosos.
Toma el aire de alguna corriente externa, la cual es
enfriada por evaporación conforme pasa por
contenedores de agua y el aire caliente es expulsado.
Se puede utilizar fuerzas mecánicas para conducir la
corriente de aire, la capacidad de este ventilador
puede variar entre 20-50 W.
La calidad del agua es importante para el correcto
funcionamiento del enfriador. Los minerales
contenidos en el agua se concentran y se forman
depositos, los cuales reducen la eficiencia del
sistema.
24. Enfriamiento obtenido por el uso de agua fría de un
tanque
El agua viene directamente de una estación de
agua por medio de tuberías subterráneas; por lo
tanto el agua esta siempre fría.
La idea es aislar el tanque el cual puede estar
situado por debajo o al nivel del suelo en un
espacio ajustado.
El aire caliente entra y ocurre el proceso de
enfriamiento evaporativo con el agua contenida
en el tanque.
25. Sistemas de enfriamiento
indirecto
Este sistema de enfriamiento reduce la
temperatura de aire externo y es alcanzada
convenientemente a través del uso de empaques
para lograr de enfriamiento evaporativo.
Conforme el aire pasa a través de empaques
húmedos, el agua es evaporada en el aire
causando que la temperatura reduzca su
temperatura y al mismo tiempo incrementando el
nivel de humedad.
Son menos económicos que los de sistemas de
enfriamiento directo.
26. Sistema de rocío de techo
La superficie exterior del techo se mantiene
húmeda usando rociadores.
El calor sensible de la superficie del techo es
convertida en calor latente de vaporización
conforme el agua se evapora.
El rocío por la noche enfría el agua por
evaporación y radiación de 5 a 8ºC por debajo de
la temperatura mínima de la noche. Esto enfría la
superficie del techo y se forma un gradiente de
temperatura entre el interior y exterior de la casa,
lo cual genera un enfriamiento en la casa.
28. Sistema de estanque en el techo.
Consiste en agua estancada en un techo no
aislado de concreto.
La evaporación de agua a la atmosfera seca
ocurre de día y de noche.
La temperatura en el espacio cae conforme el
techo actúa como un panel de enfriamiento por
radiación para el espacio, sin incrementar el nivel
de humedad en el interior.
Es muy caro utilizar este método.
31. El enfriamiento evaporativo puede ser directo si
el aire es dirigido hacia la parte húmeda, en este
caso, se otorga enfriamiento sensible mientras se
incrementa el contenido latente de aire.
También puede ser indirecto, cuando el aire
exterior enfriado directamente a través del
enfriador evaporativo le transfiere su frio al aire
interno que sera condicionado por un
intercambiador de calor. En este caso, el
enfriamiento evaporativo otorga enfriamiento
sensible mientras se mantiene constante la
capacidad latente del aire.
El uso de estos equipos es económico.
