Evaluación mediante simulación computacional de ventilación de cocinas residenciales en clima cálido-húmedo por medio de chimeneas solares

Abstract

El aumento considerable de las cargas de enfriamiento debido a las fuentes internas y externas y la acumulación de aire contaminado debido a los procesos de cocción, hacen que la mejora del comportamiento térmico y de la ventilación de una cocina residencial ubicada en un clima cálido-húmedo sea prioritario. La ventilación puede ser una estrategia eficiente para resolver esos problemas. Sin embargo, algunos lugares que tienen momentos considerables sin viento, como por ejemplo la ciudad de Quibdó en Colombia, requieren del uso de otras estrategias de acondicionamiento. Investigaciones anteriores demostraron la posibilidad de utilizar chimeneas solares para mejorar el desempeño ambiental de un espacio ubicado en esas condiciones climáticas. A fin de evaluar el potencial de las chimeneas solares sobre una cocina residencial, se utilizo un método de simulación computacional a través del programa Energyplus. En el modelado de las aberturas de la chimenea, se encontró que el objeto “Horizontal Opening” incluido en la versión 7.0 de este programa, no representa adecuadamente la ventilación generada por la diferencia de temperatura. Entre los resultados, se verificó que la presencia del viento potenciaba el “efecto chimenea” sin importar la dirección que tuviese la corriente, la inclinación de 50° en la chimenea es el valor que permite obtener el mejor comportamiento de la cocina para la latitud de Quibdó, la localización de la cocina en la planta arquitectónica que permitió obtener el máximo desempeño debido al uso de la chimenea es aquella en la cual se tiene la mayor separación en el plano vertical entre las aberturas de entrada y salida de la chimenea y se encontró que la mejoría obtenida a través del aumento del área de absorción en la chimenea tiene un límite cuando se considera el día entero. A partir de las simulaciones realizadas para el día entero se concluye que el uso de chimeneas solares no produjo mejorías significativas en la temperatura y la ventilación de cocinas residenciales localizadas en el clima cálido-húmedo de Quibdó. El mejor comportamiento obtenido con el uso de chimeneas solares, fue de tan solo 3,6 “Renovaciones de aire por hora – ACH” sobre un espacio de 14,9m³, pese a utilizar una gran área de absorción en la chimenea equivalente a 5,8m².