La refrigeración por volumen de aire variable (comúnmente conocida como VAV) es un sistema exclusivamente de aire que puede satisfacer los requisitos de refrigeración individuales de múltiples zonas, normalmente dentro de edificios de oficinas. Esto se logra suministrando aire a temperatura constante desde una planta central a una o más unidades terminales VAV en cada zona.
Las unidades terminales contienen compuertas controladas termostáticamente que regulan la cantidad de aire que ingresa a la zona en respuesta a los requisitos de enfriamiento. Por ejemplo, el volumen de aire (y por tanto el enfriamiento) suministrado a una zona orientada al sur en un día soleado será mayor para compensar la ganancia de calor.
El principal beneficio de VAV sobre el volumen constante es su capacidad de proporcionar simultáneamente el nivel requerido de refrigeración a cualquier número de zonas dentro de un edificio. Los sistemas VAV pueden ser particularmente eficientes energéticamente como resultado de su capacidad para operar los ventiladores principales de suministro/extracción a velocidades reducidas durante gran parte del año, cuando el volumen total de aire requerido por las distintas zonas es bajo (los ventiladores generalmente son el usuario más importante de energía en un sistema de aire centralizado).
Cuando la carga de refrigeración es baja, la unidad terminal VAV estrangulará el suministro de aire hasta un nivel mínimo de alrededor del 40 por ciento del volumen máximo. Hay dos razones por las que no se puede permitir que el volumen baje. En primer lugar, se debe mantener el requisito mínimo de aire fresco y, en segundo lugar, la velocidad del aire que sale del difusor no debe bajar demasiado si se quiere garantizar un nivel aceptable de circulación de aire dentro del espacio.
A bajas velocidades se perderá el efecto Coanda (aquel que hace que el aire se adhiera y se desplace por la parte inferior del techo) y el aire saldrá de los difusores, generando corrientes de aire frío. Es particularmente importante que los sistemas VAV estén diseñados y puestos en funcionamiento con un alto nivel para garantizar que se logre un equilibrio satisfactorio entre las necesidades de refrigeración y la tasa de ventilación.
La mayoría de los tipos de unidades terminales VAV pueden incorporar un dispositivo de calefacción, que puede aumentar la temperatura del aire de suministro si las condiciones dentro de la zona así lo requieren. Alternativamente, las zonas perimetrales se pueden calentar mediante radiadores o convectores. En muchos edificios, la calefacción perimetral es la opción preferida, ya que ayuda a contrarrestar el efecto de las corrientes de aire frías que entran por las ventanas.
VAV asistido por ventilador
El uso de unidades terminales asistidas por ventilador puede garantizar que no se produzca vertido del aire suministrado. Estas unidades contienen un pequeño ventilador que mezcla el aire suministrado con el aire ambiente recirculado y proporciona un suministro de volumen prácticamente constante al espacio ocupado. La mezcla de las dos corrientes se controla para lograr una temperatura del aire que satisfaga la carga de enfriamiento de la zona a la que se sirve. Las desventajas de las unidades terminales asistidas por ventilador son generalmente mayores costos de capital y mantenimiento, mayor potencia total del ventilador y la posibilidad de altos niveles de ruido en el espacio ocupado.
Beneficios
- Se utiliza en edificios con múltiples zonas para satisfacer las demandas particulares de refrigeración/calefacción de cada zona.
- Puede ser relativamente eficiente desde el punto de vista energético debido a la capacidad de reducir la velocidad de los ventiladores de suministro/extracción durante períodos de cargas bajas a moderadas.
- Un sistema correctamente diseñado y puesto en funcionamiento proporcionará un buen control de la temperatura.
- Los sistemas VAV son particularmente adecuados para edificios con una carga de refrigeración durante todo el año.
Limitaciones
- Las necesidades de espacio son altas tanto en la sala de máquinas como en los huecos del techo.
- El diseño y la puesta en marcha son particularmente importantes si se quiere lograr un buen rendimiento del sistema en términos de comodidad y eficiencia energética.
- El diseño de algunos sistemas VAV se simplifica al permitir que las unidades terminales desvíen el aire que no es necesario. Sin embargo, este enfoque puede resultar en una planta sobredimensionada, un desperdicio de energía de los ventiladores y un mayor costo de capital.
- Las unidades terminales asistidas por ventilador generalmente tienen mayores costos de capital y mantenimiento y el potencial de mayores niveles de ruido en el espacio ocupado.