1. Ventilador de techo versus aire acondicionado
Contexto y desafíos (extracto página 54 del informe BRISE)
En la Francia metropolitana, especialmente en la zona mediterránea pero no exclusivamente, la tasa de penetración de los ventiladores de techo es baja, mientras que el aire acondicionado se desarrolla muy rápidamente en el sector residencial después de una fuerte penetración en el sector terciario.
Los ventiladores de techo siguen siendo una tecnología muy poco desarrollada, aunque resulta aún más pertinente que en los territorios de ultramar, ya que permiten el reemplazo total del aire acondicionado siempre como complemento de un enfoque bioclimático.
Un avance notable en la Francia metropolitana es que la normativa ambiental (RE2020) para edificios nuevos toma en cuenta los ventiladores de techo. Este rápido desarrollo del aire acondicionado se debe en gran medida al crecimiento muy elevado de la penetración de las bombas de calor (PAC) para calefacción, que permiten climatizar los espacios en modo reversible. También se debe al desarrollo de los sistemas de ventilación mecánica controlada de doble flujo (VMC), que se expanden rápidamente con las evoluciones regulatorias y permiten soplar aire caliente o frío a través de la red de conductos gracias a una PAC. Sin embargo, los ventiladores de techo aportan confort con un bajo coste ambiental y económico, tanto en climas tropicales y ecuatoriales como en temporada cálida en climas templados.
Impactos energéticos y financieros de un ventilador de techo en comparación con un aire acondicionado
Impactos energéticos (rendimiento)
Eficiencias energéticas comparadas: ¡Cómo el ventilador de techo supera al aire acondicionado! (Extracto página 56 del informe BRISE)
Es un hecho científicamente incontestable: poner en movimiento una masa de aire (ventilador de techo) requiere mucho menos energía que enfriarla (aire acondicionado).
El Energy Efficiency Ratio (EER) o índice de eficiencia energética caracteriza el rendimiento de una instalación de enfriamiento.
Es la relación entre el calor extraído de la habitación y la energía eléctrica consumida por el compresor del aire acondicionado para hacer funcionar este ciclo termodinámico. Depende de las condiciones interiores y exteriores, que son normalizadas por los organismos de certificación.
En los aires acondicionados de última generación, de clase A+++, la etiqueta energética europea también menciona un SEER (o EER estacional), que indica el rendimiento energético medio de una instalación durante toda una temporada estandarizada. Las máquinas frigoríficas proporcionan, incluso las más eficientes (clase A+++), rara vez más de 4 kWh máximos de energía frigorífica útil a partir de 1 kWh de energía eléctrica consumida.
Este SEER nominal sigue siendo un valor teórico y las campañas de seguimiento de instalaciones muestran que, si se quiere caracterizar el servicio energético proporcionado por unidad de energía consumida, también se deberían considerar en un “SEER real”:
- No solo la energía consumida por el compresor, sino también por otros componentes que consumen electricidad: ventiladores, regulación, etc.
- La disminución de eficiencia debido a la suciedad del compresor, los filtros y otros componentes que pueden impactar significativamente la energía frigorífica producida.
- Las pérdidas energéticas relacionadas con imperfecciones en la instalación (aislamiento térmico, etc.)
- Las disminuciones de eficiencia energética debido a temperaturas de consigna en los espacios a enfriar que son más bajas que los valores utilizados para las mediciones estándar, lo que también puede generar disfuncionamientos relacionados con fenómenos de condensación, así como daños en las paredes de los locales.
Hemos evaluado que estos SEER globales pueden variar, para instalaciones recientes de buena calidad, desde 3,0 para aires acondicionados A+, hasta 3,5 para aires acondicionados A++ y 4,5 para aires acondicionados A+++.
Los datos disponibles muestran que los consumos típicos de estos aires acondicionados conducen a consumos eléctricos anuales correspondientes que van desde 47 kWh/(m²·año) para los A+++, hasta 60 kWh/(m²·año) para los A++ y 70 kWh/(m²·año) para los A+, en diversas tipologías climatizadas de los sectores residencial (habitaciones) y terciario (oficinas), considerando períodos de funcionamiento de 7 h por día en espacios correctamente protegidos del sol y con aportes de calor internos relativamente moderados.
En una habitación, para una superficie típica de 12 m² a enfriar, un ventilador de techo eficiente cuidadosamente seleccionado, correctamente dimensionado (1,50 m de diámetro) e instalado, puede proporcionar un servicio energético equivalente reduciendo hasta 4°C la temperatura percibida por el ocupante, con un consumo máximo correspondiente de:
- 10 kWh/(m²·año) para un ventilador de techo de corriente alterna (potencia absorbida de 50 W)
- 4 kWh/(m²·año) para un ventilador de techo de corriente continua (potencia absorbida de 20 W)
Los valores de SEER globales comparativos se muestran en la siguiente tabla, que indica que los ventiladores (respectivamente de corriente alterna (AC) y continua (CC)) son entre 7 y 16 veces más eficientes que los aires acondicionados de clase A+.
Se observa que la eficiencia energética estacional de un ventilador de techo es muy superior (7 a 16 veces más) que la de los aires acondicionados modernos (A+++)
Las nuevas generaciones de ventiladores de techo utilizan motores de corriente continua. Sus ventajas son de tres tipos:
- Tienen altas eficiencias energéticas, aproximadamente 3 veces mejores que los motores de corriente alterna (motores asíncronos) para impactos comparables;
- Su fiabilidad y vida útil es importante: a diferencia de los motores de corriente alterna, no tienen condensador de arranque, que puede ser fuente de fallos;
- El control de variación de velocidad se facilita mediante dispositivos electrónicos de variación de tensión.
Estos motores de corriente continua (N. de la R.: motores DC como el SAMARAT y el EXHALE) tienden a generalizarse para la aplicación de los ventiladores de techo, con controles generalmente de 6 velocidades para los equipos domésticos.
Impactos financieros (ahorro) – Extracto de la página 52 del informe BRISE
Un diseñador, incluso sin ser especialista en energía, puede calcular el impacto energético y financiero de un ventilador de techo.
Por ejemplo, para una oficina de 15 m² situada en las Antillas o en la Guayana equipada con un ventilador de techo de calidad, de corriente continua y 28 W de potencia nominal, funcionando a alta velocidad durante 7 horas al día y 200 días al año, el consumo eléctrico será de 42 kWh/año. El consumo específico será de 2,8 kWh/año/m².
Este valor debe compararse con el consumo de un aire acondicionado, que en las Antillas será superior a 40 kWh/m²/año en un edificio bien diseñado térmicamente.
Se observa que estos valores son pesimistas por las siguientes razones:
- El ventilador de techo no estará en funcionamiento todos los días de manera continua;
- No siempre funcionará a máxima velocidad. Si funciona a velocidad baja, los consumos respectivos podrán ser tan bajos como 10 kWh/año, representando 0,7 kWh/m²/año.
Se tomará como orden de magnitud un consumo específico de menos de 1 kWh/m²/año. Los gastos correspondientes para un kWh eléctrico a 0,15 €/kWh serán por lo tanto mínimos y estarán entre 0,1 y 0,4 €/m²/año.
Estos gastos previstos, llevados a escala del edificio, deberían poder proporcionarse al promotor en la fase de diseño, incluso comparados con soluciones de confort con aire acondicionado.
Por supuesto, habría que añadir a este balance financiero los gastos de operación y mantenimiento mayor, pero en este aspecto también, la tecnología frugal y robusta de los ventiladores de techo los hace particularmente económicos.
En conclusión, si estas prescripciones se respetan dentro de una arquitectura sensata, el uso de los ventiladores de techo constituye claramente una alternativa cualitativa, creíble, duradera y eco-responsable al aire acondicionado, aportando confort a un coste global mucho menor.
2. Ventilador de techo VS ventilador de pie
Por qué elegir un ventilador de techo en lugar de un ventilador de pie – Página 44 del informe BRISE
Entre los equipos más utilizados en los edificios para generar frescor, generalmente se encuentran ventiladores de pie y, a veces, ventiladores de pared, de flujo unidireccional o móvil.
Aunque estos equipos, no fijados a la envolvente del edificio, como otros aparatos “enchufables”, proporcionan sin duda confort en verano con costes de inversión y operación controlados, también presentan numerosos inconvenientes relacionados con el soplado horizontal.
Se pueden mencionar la velocidad bastante alta del flujo de aire y la creación de zonas “sin viento” (flujo unidireccional) o de momentos alternativamente ventilados y sin ventilación (flujo oscilante). Además, estos ventiladores a veces tienen un nivel acústico mediocre y pueden percibirse como peligrosos debido a la alta velocidad de rotación de las aspas, provocada por su pequeño diámetro. En general, estos equipos son menos eficaces desde el punto de vista de la sostenibilidad arquitectónica que los ventiladores de techo.
