El nuevo 'Flujo de aire nominal instalado' representa mejor el real

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Los propietarios de viviendas que pueden permitirse el gasto de una estufa de gas grande, casi de estilo comercial, han estado usando campanas extractoras de cocina con conductos (KRH) durante décadas. Pero con las declaraciones recientes de la Comisión de Seguridad de Productos del Consumidor de EE. UU. sobre los posibles impactos negativos en la salud de los contaminantes producidos por las estufas de gas, más posibles propietarios serán conscientes de la necesidad de KRH canalizados.

Los productos sin ductos y de recirculación generalmente no son tan efectivos para eliminar los contaminantes del espacio interior en comparación con los KRH con ductos, especialmente para el chef de estufa de gas de alto volumen. Y aunque las estufas eléctricas producen la mitad de las partículas de gas según los datos del Departamento de Energía de EE. UU., aún afectan la calidad del aire interior, especialmente cuando no están ventiladas. Esto hace que la investigación reciente del Home Ventilating Institute (HVI) y la Association of Home Appliance Manufacturers' (AHAM) sobre el rendimiento de los accesorios de terminación de conductos (DTF) y su impacto en el futuro de las clasificaciones KRH sea oportuna.

El presentador de AHR Expo 2023, Matt Matheny, director de ingeniería de HVI, comparte los puntos clave de este proyecto.

¿Puede resumir brevemente el proyecto de investigación DTF que realizaron HVI y AHAM?

Primero, me gustaría reconocer a Randy Cooper de AHAM, Mike Moore de Stator, LLC y al Dr. James Sweeney del Laboratorio de Eficiencia Energética Riverside de Texas A&M. Eran miembros integrales del equipo del proyecto, y esto no hubiera sido posible sin ellos.

El grupo de trabajo "Métrica de clasificación de campanas extractoras" del Comité del Proyecto de Normas Permanentes (SSPC) ASHRAE 62.2, presidido por Randy Cooper, se estableció en 2019 para desarrollar una nueva métrica de clasificación KRH, llamada "flujo de aire instalado nominal" (NIA), que mejore representa el rendimiento instalado en el mundo real. El NIA es la intersección de la curva de flujo de aire KRH y una curva de sistema de conductos nominal caracterizada por 10' de conducto recto rígido, dos codos de 90 grados y un DTF, todos del mismo tamaño de conducto que el KRH. La curva nominal del sistema de ductos se desarrolla a partir de su tamaño y longitud de ducto supuestos, factores de fricción y coeficientes de pérdida de componentes. Los coeficientes de pérdida para codos y conductos rígidos rectos están bien establecidos, pero no para los DTF que se usan comúnmente con los KRH, de ahí la necesidad del proyecto. El proyecto consistió en obtener, probar y analizar los resultados de 36 DTF únicos del tamaño apropiado para la aplicación (es decir, no menos de 6" redondos y 3-1/4 x 10" rectangulares) para establecer coeficientes de pérdida de DTF precisos para determinar el NIA .

¿Podría describir algunas de las métricas de clasificación del flujo de aire de la campana extractora de cocina que los contratistas usan en el día a día?

Los KRH están clasificados para flujo de aire en pies cúbicos por minuto (cfm), sonido en sones y energía (o potencia de entrada) en vatios, a una presión estática específica. Los usuarios finales, incluidos los consumidores, los contratistas y los ingenieros de diseño, utilizan estas clasificaciones principalmente para la selección y comparación de productos. La aplicación suele dictar los requisitos mínimos de rendimiento de KRH. Por ejemplo, una aplicación de código mínimo podría simplemente requerir un KRH económico que mueva 100 cfm, mientras que una aplicación enfocada en la eficiencia energética podría requerir un KRH calificado por ENERGY STAR, y una aplicación doméstica personalizada podría requerir un KRH de gama alta de 1,200 cfm para igualar la cocina de gas comercial de 6 fuegos requerida por el cliente. La mayoría de las veces, los contratistas son responsables de instalar el equipo especificado de acuerdo con las instrucciones de instalación del fabricante y los requisitos de código y diseño. El ingeniero de diseño suele ser responsable de diseñar sistemas de conductos y especificar equipos que cumplan con los requisitos del proyecto y del código local, por lo que habitualmente se refieren a las clasificaciones de flujo de aire, sonido y energía de KRH que figuran en los directorios de rendimiento de productos HVI y AHAM. Sin embargo, este no es siempre el caso. Por ejemplo, en casas personalizadas de alta gama, los contratistas pueden ser responsables de diseñar el sistema y especificar e instalar el equipo según los deseos del cliente (mientras se cumple el código, por supuesto). Se debe considerar todo el sistema de conductos para garantizar que el rendimiento instalado del KRH cumpla con las expectativas.

¿Podría describir cómo los nuevos datos de flujo de aire de la campana extractora que ha producido representan mejor el rendimiento instalado en el mundo real en estos sistemas?

0,1" de columna de agua (pulgadas de columna de agua) de presión estática es el punto de clasificación actual para los KRH y se estableció hace décadas, cuando los requisitos del código eran más simples y los puntos de clasificación se usaban principalmente para comparar los productos A, B, C, etc. La presión en condiciones de laboratorio es útil para considerar solo el ventilador y no tiene en cuenta la terminación del conducto o la resistencia del sistema de una instalación típica. Es útil para estimar el rendimiento de un KRH que alcanza un máximo de aproximadamente 100 cfm cuando se instala en conducto, pero puede sobreestimar significativamente el flujo de aire en configuraciones de mayor velocidad. Aquí hay un ejemplo hipotético de una instalación típica: un ingeniero de diseño diseña un sistema KRH para una casa que requiere 200 cfm. A 200 cfm: 10' de conducto rígido recto de 6" de diámetro = 0,03" wc + dos codos de 90 grados de 6" de diámetro = 0,24" wc + una tapa de pared de 6" de diámetro DTF = 0,19" wc para un total de 0,46" wc de presión estática del sistema. Esto es mucho más alto que lo que normalmente se encuentra en los directorios de rendimiento de productos certificados por terceros. Una vez que se establece NIA, los usuarios finales podrán seleccionar un KRH basado en un NIA certificado por terceros que está mucho más cerca de las condiciones de diseño y representarán mejor cómo se espera que funcione el producto una vez instalado. A medida que los códigos y la industria han evolucionado, también lo ha hecho la necesidad de puntos de calificación que reflejen mejor cómo funcionan los productos en el mundo real cuando se instalan, por lo tanto, NIA.

¿De qué manera los diferentes accesorios de terminación disponibles para la instalación afectan el flujo de aire?

Las características de diseño de DTF realmente pueden afectar el rendimiento del flujo de aire del sistema, y ​​algunas conclusiones generales son:

¿Podría describir los estándares existentes para los accesorios de terminación de techos y paredes que normalmente acompañan a estos sistemas? ¿Qué tipo de datos ha generado y puesto a disposición de la industria en esta área?

Actualmente existe muy poco en términos de requisitos estándar para los DTF. Debido a su simplicidad, los diseñadores pueden subestimar su impacto en el rendimiento del sistema. Las publicaciones 916 y 920 de HVI describen cómo probar y certificar los DTF, pero actualmente hay muy pocos modelos certificados debido a la falta de demanda en el mercado de rendimiento certificado para estos dispositivos. Estamos pensando que esto podría cambiar a medida que la industria comience a comprender el impacto que tienen los DTF en el rendimiento instalado de los KRH como resultado de la métrica de calificación de NIA. A su vez, es probable que la industria comience a requerir DTF listados en sus diseños. Actualmente, los únicos datos que hemos puesto a disposición de la industria son los que presentamos en la AHR Expo 2023.

Es importante mantener el conducto del tamaño apropiado para el volumen de aire de un sistema determinado, denominado Pies cúbicos por minuto (CFM). ¿Cómo afecta su trabajo a las características de resistencia y fugas del sistema de ventilación de la cocina en general?

Este proyecto condujo a la finalización de las ecuaciones NIA que proporcionarán una métrica de calificación que representa mejor el rendimiento del flujo de aire in situ de los KRH. Al clasificar los KRH a una presión estática producida por un sistema de conductos típico en lugar de 0,1" wc de presión estática, la industria tendrá una mejor comprensión de cómo funcionan los productos cuando se instalan y cómo los diferentes tamaños de conductos y DTF afectan la resistencia general del sistema. conducen a sistemas mejor diseñados.

¿Cuál es el siguiente paso para establecer un "flujo de aire instalado nominal" para la industria?

Actualmente, los requisitos actualizados de NIA se están abriendo paso a través de las aprobaciones del comité HVI para su publicación en la Publicación 920 de HVI, Procedimiento de certificación de rendimiento del producto HVI, incluida la verificación y el desafío© a finales de este año. A partir de ahí, es probable que se haga referencia a él en el estándar ASHRAE 62.2 Ventilación y calidad aceptable del aire interior en edificios residenciales y códigos de construcción o energía.

Austin Keating es el editor de la sección especial de SNIPS NEWS en The ACHR News. Antes de unirse a BNP Media, se desempeñó como editor de campo para Prairie Farmer y especialista en medios en el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación. Envíele un correo electrónico a [email protected].