Modelado analítico de la ventilación en una habitación con cielorraso enfriado y fuente de calor, conectada al exterior

Abstract

Se analizan teóricamente los flujos producidos en el interior de un espacio con cielorraso enfriado, luego de encender una fuente pequeña de calor y abrir una abertura al exterior, considerando las pérdidas a través de la envolvente. La temperatura interna promedio verifica una ecuación diferencial de primer orden que facilita hallar su evolución y el valor final alcanzado, además del tiempo necesario para establecerse. El modelo reproduce convenientemente los resultados de experimentos de laboratorio haciendo factible analizar casos con diferentes valores de potencia de la fuente y temperatura del cielorraso. Se encuentra que el aporte de calor de la fuente y la extracción del mismo por el cielorraso constituyen los principales mecanismos que operan, mientras la ventilación y las pérdidas por conducción en la envolvente resultan procesos secundarios. Así, extendiendo e integrando resultados previos, se avanza en la descripción cuantitativa de los flujos que permite establecer condiciones óptimas de confort interior y sugerir estrategias de diseño conducentes al ahorro energético.