¿Combinar el enfriamiento por evaporación con la ventilación para aumentar la eficiencia de la ecualización de la temperatura?

Vivimos en San Francisco, que no es conocido por las altas temperaturas. Pero nuestro apartamento está en el tercer piso y recibimos mucha luz solar directa a través de nuestras ventanas de 5'x8'. Abrimos las ventanas lo suficiente para ventilar el apartamento con ventiladores y, por lo demás, las mantenemos cubiertas con pesadas cortinas reflectantes, pero de alguna manera el lugar aún se convierte en un invernadero. Puede superar los 85F en el interior, incluso cuando hace mucho más frío que en el exterior.

Empecé a pensar en el enfriamiento por evaporación. No quiero usar un enfriador evaporativo en una habitación cerrada por el riesgo de que crezca moho, pero ¿y si combináramos el enfriamiento evaporativo con la ventilación? Normalmente, cuando cambia la temperatura del aire, desea evitar el intercambio de aire, pero en realidad queremos acercar la temperatura interior a la temperatura exterior. Entonces, ¿podríamos hacer funcionar un enfriador evaporativo para absorber el calor de la habitación en vapor de agua y luego ventilar el aire húmedo hacia el exterior para evitar que la humedad suba demasiado? ¿O no entiendo algo sobre la física aquí?

Respuestas (2)

La forma en que funciona el enfriamiento por evaporación es que fuerza el aire a través de almohadillas humedecidas, evaporando el agua y enfriando y humidificando el aire. El aire enfriado y humidificado luego se sopla a través de la casa y de regreso al exterior, bajando la temperatura del aire interior y produciendo también una brisa refrescante. Si lo entiendo correctamente, está preguntando si podría usar el enfriamiento por evaporación para usar el calor que ya está dentro de la casa para enfriar por evaporación el resto. No creo que esto sea más efectivo que simplemente usar aire exterior. Después de todo, si funciona, la temperatura del aire interior caerá rápidamente por debajo de la temperatura del aire exterior, eliminando la alta temperatura interior.

Ha identificado correctamente que la ventilación es necesaria para que funcione el enfriamiento por evaporación. Básicamente, tiene dos opciones: romper algunas ventanas o usar un sistema de ventilación dedicado. Aquí en el suroeste, hay un producto llamado UpDux que es básicamente un respiradero que permite el intercambio de aire de la habitación al ático de arriba. Se utilizan en casas de clima cálido que se enfrían por evaporación, lo que permite que el aire enfriado y humidificado escape a través del ático, con dos beneficios: 1) le permiten mantener las ventanas cerradas y 2) el aire enfría el ático como bien en su salida de la casa, evitando que el calor del ático caliente tanto el interior. En su apartamento, la instalación de dichos productos probablemente no sea una opción. Rompería algunas ventanas en las habitaciones más alejadas de donde ubicas el enfriador evaporativo.

Sin embargo, tiene un problema potencial: San Francisco es bastante húmedo para el enfriamiento por evaporación. Menos que el promedio nacional, pero veo en http://www.city-data.com/city/San-Francisco-California.html que la humedad relativa de la tarde en julio solo cae al 30 % por la tarde, y es más alta que eso la mayor parte del tiempo.

Puede averiguar exactamente qué tan efectivo será el enfriamiento por evaporación usando esta calculadora: http://www.srh.noaa.gov/epz/?n=wxcalc_rh

Por ejemplo, introduzca 90 grados para la temperatura, 30 % para la humedad relativa y 30 pulgadas de mercurio para la presión atmosférica. Eso le dará 67,55 grados para la temperatura de bulbo húmedo. Esa es la potencia de enfriamiento teórica de un enfriador evaporativo 100% eficiente. Desafortunadamente, la eficiencia del 100% es imposible a menos que obtenga una unidad de dos etapas que es muy costosa; asumir más como 70-90%. Aquí está la fórmula para la potencia de enfriamiento de la vida real de un enfriador evaporativo menos del 100% eficiente:

Temperatura del aire - ((temperatura del aire - temperatura de bulbo húmedo calculada) * eficiencia)

Entonces, 90 - ((90-67.5)*0.8) = 71.6. Por lo tanto, un enfriador evaporativo con una eficiencia del 80 %, como la unidad de ventana Bonaire Durango que tengo y amo, soplaría aire a 71 grados con una humedad del 100 % en su casa.

Puedo decirle por experiencia que una vez que su enfriador de evaporación está soplando aire que está en los 70, deja de funcionar tan bien, porque la potencia de enfriamiento que está recibiendo se compensa con la humedad relativa interior que aumenta al 60% o más, lo cual también es peligroso para una casa con estructura de madera porque se acerca al nivel apto para el moho.

Esto puede funcionar de todos modos, ya que el aire a 71 grados es ciertamente más cómodo que el aire a 85 grados, pero deberá mantenerlo funcionando constantemente porque el aire a 71 grados probablemente no enfríe la casa por debajo de 77 o menos, según mi conocimiento de la ganancia de calor que está recibiendo en un edificio de San Francisco probablemente terriblemente construido, básicamente sin aislamiento, con terribles ventanas de vidrio transparente de un solo panel. Además, querrá mantener las ventanas abiertas de par en par para garantizar el máximo intercambio de aire hacia el exterior para mantener baja la humedad relativa interior. Si este es un plan que vale la pena seguir, compraría un higrómetro para que pueda medir la humedad relativa interior por sí mismo.

¡Gracias por la completa respuesta! No sabía que era posible calcular el potencial de enfriamiento de esa manera, y definitivamente continuaré con las mediciones de humedad.
Según el protocolo SE estándar, esperaré un par de días para aceptar, aunque no puedo imaginar obtener una respuesta más útil a menos que alguien me diga cómo obtener un pequeño demonio que estratégicamente abre la ventana para dejar salir las moléculas de aire caliente y las frías. en.
¡Ciertamente así es! Puedo verificar que mi propio enfriador evaporativo funciona casi exactamente al rendimiento calculado, por lo que es preciso siempre que le proporcione los datos correctos. :)

Ya tienes una fuente de refrigeración: el aire exterior. El "pequeño demonio" que buscas es un termostato. Un termostato que controla un ventilador de ventana. Algo como esto: http://www.amazon.com/Bionaire-BW2300-Window-Remote-Control/dp/B000065DKJ

Instale el ventilador verticalmente con el ventilador superior configurado para expulsar el aire y el ventilador inferior configurado para aspirar aire. Dependiendo del tamaño de su apartamento, eso puede ser suficiente por sí solo. Una optimización podría ser colocar un divisor de algún tipo entre los ventiladores para garantizar que el aire entrante no se vuelva a aspirar en un grado apreciable. Otra posible optimización sería montar un conducto (tal vez algo así como un conducto de secadora) en el extractor con el conducto dispuesto para aspirar aire cerca del techo (donde se acumulará el aire caliente). El aire frío debería hundirse naturalmente cuando entra. Todos estos conductos, etc. suenan torpes, pero probablemente no más que lidiar con un enfriador evaporativo, incluso si funcionara.

Otros pensamientos aleatorios... Si la ganancia de calor es tan mala con las cortinas que bloquean el sol, me parece que es probable que obtengas la mayor parte de la ganancia de calor de los pisos inferiores. Sin embargo, es posible que desee pensar en alguna película polarizada para ventanas para bloquear parte del calor. A juzgar por las reseñas, esta película parece ser adecuada para la tarea: http://www.homedepot.com/p/Gila-3-ft-x-15-ft-Titanium-Heat-Control-Window-Film- HRT361/100616385

En segundo lugar, un enfriador evaporativo en SF sería inútil la mayor parte del tiempo... la humedad es demasiado alta. Además, estaría inyectando mucha humedad en su apartamento, algo que realmente no quiere en mi humilde opinión.

En tercer lugar, es posible que desee ver el costo, ya que el agua no es exactamente barata en California y solo se volverá más cara a medida que continúe la sequía. Es decir, hay que pagar la luz por el ventilador y por el agua. Con la solución propuesta, es solo electricidad...

EDITAR: Agregar información adicional sobre el enfriador evaporativo....

Aquí hay un gráfico que muestra los rangos de operación del enfriador evaporativo: http://www.air-n-water.com/Common-Swamp-Mistakes.htm

Podría incluir el gráfico aquí, pero parece tener derechos de autor. En cualquier caso, la humedad óptima para enfriar a partir de 85 está en torno al 35-40%. Casi nunca es tan seco en SF. Ver aquí: https://weatherspark.com/averages/31587/San-Francisco-California-United-States

De hecho, parece que durante mucho tiempo lograría poco o ningún enfriamiento (es decir, la humedad relativa sería del 70% o más).

Quizás la evidencia más fuerte en contra del uso de enfriadores evaporativos en SF podría ser: ¿alguna vez ha visto o escuchado de alguien usando uno allí? Si fuera una opción viable, la gente lo haría.

El hecho de que nadie más los use no es una evidencia automática de que no funcionarían. Los enfriadores de evaporación funcionarían muy bien en la bahía sur, pero nadie los usa allí por razones que me cuesta entender. Tal vez parezcan demasiado "pobres".
En realidad, el demonio al que me refería era este tipo: en.wikipedia.org/wiki/Maxwell%27s_demon De lo contrario, esto suena sensato. La película es una gran idea, aunque preferiría algo que sea más fácil de quitar durante el resto del año, cuando queremos la mayor cantidad de calor solar posible.
@octern, Ah, ahora lo entiendo. Mi única pregunta es, ¿las moléculas más rápidas están vivas o muertas antes de que el demonio abra la puerta?