1. Operaciones Unitarias II Proceso de enfriamiento evaporativoadaptado para el clima de la ciudad deBagdadJavier Alejandro Alonso Mozqueda20 de febrero de 2013

2. Evaporative cooling processadaptive for Baghdad city climateAmjad Al-musaed.2nd PALENC Conference and 28th AIVCConference on Building Low EnergyCooling and Advanced VentilationTechnologies in the 21st Century,September 2007, Crete island, Greece. 5 pginas. 3. ndice Abstract. Clima en Bagdad y tipologa de casas. Sistema de enfriamiento evaporativo. Tipos de sistemas de enfriamiento evaporativo. Conclusiones. 4. ABSTRACT 5. El ser humano ha desarrollado varias tcnicas deenfriamiento pasivo (no requieren energamecnica): Torre de viento (enfriamiento convectivo y demasa). Roco de agua con fuentes (enfriamientoevaporativo). Blanqueado con cal (proteccin solar). 6. Qu es el enfriamiento evaporativo? Proceso de enfriamiento de aire por medio deevaporacin de agua. El agua evaporada consume calor en susalrededores. La evaporacin ocurre cuando: presin de vapordel agualiberacin de calor sensible del aire. Baja la temperatura del aire mientras aumenta suhumedad. 7. Un ejemplo del enfriamiento evaporativo es latranspiracin de la piel.En climas calurosos con alta humedad atmosfrica elefecto es menor debido al contenido de humedad enel aire. La evaporacin aumenta en conforme elmovimiento del aire se incrementa.Ambos de estos factores pueden ser aplicados alenfriamiento natural de edificios.El enfriamiento evaporativo es efectivo solamente enclimas secos.Las tcnicas de enfriamiento evaporativo pueden ser 8. CLIMA EN BAGDADYTIPOLOGA DECASAS 9. Ciudad de Bagdad y su clima Bagdad, Irak. Fundada en 762 por Abu Jafar al-Mansur. Clima: Caluroso y seco en verano, fresco yhmedo en invierno. Entre mayo y septiembre la temperaturapromedio es 41C y la mxima puede alcanzarhasta 49C en julio y agosto. El calor intenso es mitigado por la baja humedadrelativa (10 a 50 porciento) y a una temperaturabaja de 17C o menos por la noche. 10. Tabla 1: Descripcin del clima en Bagdad por unao. 11. Tipologa de casas en Bagdad Se caracterizan por tener un pequeo nmero deaberturas pequeas en la pared exterior y ungran numero de entradas hacia un patio interno. El patio interno es un jardn y es el centro de lasactividades familiares. Todos los cuartos seubican alrededor con entrada hacia el patio. Fuentes para refrescar el aire y rboles para darsombra (ayudan a humidificar el aire). Paredes y techo de gran espesor y son buenosaislantes y ayudan a estabilizar la temperatura delos cuartos. 12. Figura 1: Tipologa de casas en Bagdad 13. SISTEMA DEENFRIAMIENTOEVAPORATIVO 14. Aspectos generales Mtodos evaporativos pueden ser usados paraincrementar el enfriamiento en sistemas deenfriamiento convectivos. Se puede lograr introduciendo aire externo en lacasa a travs de un filtro hmedo o deempaques. Mtodos pasivos usan los mismos principios peroutilizan sistemas naturales para distribucin deaire. Mientras el calor sensible es mitigado portcnicas pasivas, el calor latente contenido en elaire hmedo es mas complicado de disipar, locual hace el enfriamiento evaporativo menos 15. Es importante maximizar el flujo de aire a travsdel agua expuesta. El aire fresco debe de estar continuamentedisponible para reemplazar el aire hmedo quese acumula cerca del agua. De no ser as el aire se saturara con vapor deagua y la evaporacin y enfriamiento disminuye. 16. TIPOS DE SISTEMAS DEENFRIAMIENTOEVAPORATIVO 17. Existen dos tipos de enfriamiento de una casa pormedio de un sistema de enfriamiento evaporativo.El primero consiste en enfriar aire exteriordirectamente por evaporacin y despus introducirloen la casa. El aire es humidificado mientras sutemperatura baja y el contenido de humedad en elinterior de la casa aumenta por encima del exterior.A este tipo de enfriamiento se le conoce comoenfriamiento evaporativo directo.El flujo de aire puede ser inducido por mtodosmecnicos (abanicos) o por medios naturales(diferencia de temperaturas, roco de agua por 18. El otro tipo de enfriamiento se logra al enfriar unelemento de la casa (pared, techo, ventana, etc.).Este elemento sirve como un disipador de calor yabsorbe, a travs de su superficie interior, el calor quepenetra la casa .A este tipo se le llama enfriamiento evaporativoindirecto.Con tales sistemas la temperaturas del aire bajan sinelevar el contenido de humedad en el aire. 19. Sistemas de enfriamiento directo Este sistema aplicado a enfriamiento de confortse logra simplemente aplicando humedad a unacorriente de aire en movimiento para enfriarlo. Se pueden utilizar en conjunto con fuentes ylagos donde la evaporacin del agua ocurre amenor temperatura en el cuarto. Se necesita una fuente de aire mas seco que elaire en el interior de la casa. Se utiliza un procedimiento conocido comoenfriador de volumen. 20. El sistema esta basado en el uso de una torre de aguacontenida en un recipiente la cual es precipitada.El aire externo introducido en la torre es enfriado porevaporacin y luego es transferida al hogar.Estas torres son llamadas tambin como chimeneasinversas. As como en la columna de aire calienteaumenta en una chimenea, la columna de aire frio, eneste caso, baja.El flujo de aire depender de la eficiencia deldispositivo de enfriamiento evaporativo, as como dela altura de la torre y su seccin transversal. 21. Figura 3: Torre de agua. 22. Existen tambien las torres de aire, la cual se usa enpaises aridos calurosos.Toma el aire de alguna corriente externa, la cual esenfriada por evaporacinconforme pasa porcontenedores de agua y el aire caliente es expulsado.Se puede utilizar fuerzas mecnicas para conducir lacorriente de aire, la capacidad de este ventiladorpuede variar entre 20-50 W.La calidad del agua es importante para el correctofuncionamiento delenfriador.Los mineralescontenidos en el agua se concentran y se formandepositos, los cuales reducen la eficiencia delsistema. 23. Figura 4: Torre de viento. 24. Enfriamiento obtenido por el uso de agua fra de untanque El agua viene directamente de una estacin de agua por medio de tuberas subterrneas; por lo tanto el agua esta siempre fra. 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 enfriamientoindirecto Estesistema de enfriamiento reduce latemperatura de aire externo y es alcanzadaconvenientemente a travs del uso de empaquespara lograr de enfriamiento evaporativo. Conforme el aire pasa a travs de empaqueshmedos, el agua es evaporada en el airecausando que la temperatura reduzca sutemperatura y al mismo tiempo incrementando elnivel de humedad. Son menos econmicos que los de sistemas deenfriamiento directo. 26. Sistema de roco de techo La superficie exterior del techo se mantienehmeda usando rociadores. El calor sensible de la superficie del techo esconvertida en calor latente de vaporizacinconforme el agua se evapora. El roco por la noche enfra el agua porevaporacin y radiacin de 5 a 8C por debajo dela temperatura mnima de la noche. Esto enfra lasuperficie del techo y se forma un gradiente detemperatura entre el interior y exterior de la casa,lo cual genera un enfriamiento en la casa. 27. Figura 5: Sistema de roco de techo 28. Sistema de estanque en el techo. Consiste en agua estancada en un techo noaislado de concreto. La evaporacin de agua a la atmosfera secaocurre de da y de noche. La temperatura en el espacio cae conforme eltecho acta como un panel de enfriamiento porradiacin para el espacio, sin incrementar el nivelde humedad en el interior. Es muy caro utilizar este mtodo. 29. Figura 6: Sistema de estanque en el techo 30. CONCLUSIONES 31. El enfriamiento evaporativo puede ser directo siel aire es dirigido hacia la parte hmeda, en estecaso, se otorga enfriamiento sensible mientras seincrementa el contenido latente de aire. Tambin puede ser indirecto, cuando el aireexterior enfriado directamente a travs delenfriador evaporativo le transfiere su frio al aireinterno que sera condicionado por unintercambiador de calor. En este caso, elenfriamiento evaporativo otorga enfriamientosensible mientras se mantiene constante lacapacidad latente del aire. El uso de estos equipos es econmico. 32. GRACIAS POR SUATENCIN