GRUPO DE VENTILACIÓN CON POTENCIA VARIABLE EN FUNCIÓN DE UNA PROBABILIDAD DE SATISFACCIÓN DE LA NECESIDAD DE PRESIÓN.

La presente invención se refiere a instalaciones de ventilación de locales y, en concreto, a los cajones del grupo de ventilación. Una instalación de ventilación de locales comprende un grupo de ventilación, en general un moto-ventilador extractor de aire, que está dispuesto aguas abajo de las diferentes ramas de los conductos de aire, las cuales, cada una, recogen el aire de varias columnas de derivación, en paralelo, alimentadas por bocas de aspiración dispuestas a nivel de los diferentes locales y provistas de reguladores de apertura / cierre. En realidad, la posición de dicho cierre de cada boca no corresponde a un cierre total, es decir, que permite un caudal mínimo, de estiaje. De esta forma, un usuario abrirá, a la hora de las comidas, la boca que abastece su cocina y, en otros momentos, será la boca, higro-regulable, de su baño la que se abrirá automáticamente. Cuando prácticamente todas las bocas de aspiración están abiertas, el ventilador debe poder garantizar al menos un mínimo de depresión a nivel de cada una, para que proporcionen su caudal nominal. Así, el aumento del caudal de aire relacionado con la apertura de todas las bocas provoca una pérdida de carga en la instalación, aunque la depresión que provoca el ventilador, justo aguas arriba del mismo, no repercute completamente en las bocas. Debido a ello, tradicionalmente, para garantizar la existencia permanente de al menos un determinado nivel de depresión en cada boca para que pueda funcionar correctamente cuando se abre, es decir, incluso si la pérdida de carga es máxima debido a que el caudal global de la instalación es máximo, se hace funcionar el ventilador a una potencia máxima correspondiente al caudal máximo que hay que garantizar. En la práctica, esto se traduce en una adaptación muy mala de la potencia eléctrica consumida respecto a la necesidad real puesto que, la mayor parte del tiempo, al estar la mayoría de las bocas cerradas, el ventilador provoca una depresión muy superior a la que es necesaria. En el límite, cuando todas las bocas están prácticamente cerradas, el ventilador proporciona una depresión claramente muy superior a la necesaria. El rendimiento, relacionado con el servicio proporcionado, es, por tanto, bajo. Para ajustar la (de)presión del ventilador, se podría pensar en determinar la necesidad real de presión, estimando de forma aproximada el número de bocas abiertas a partir de una medida del caudal de aire, debido a que las bocas abiertas presentan un caudal básicamente constante, independiente de la (de)presión. No obstante, las bocas abiertas más alejadas del ventilador, en el segmento aguas arriba de la columna considerada, no dispondrán del nivel de depresión suficiente, debido a la pérdida de carga debida a las otras bocas abiertas en el segmento aguas abajo. La calidad del servicio, es decir, el porcentaje de tiempo durante el cual algunas bocas no disponen de un nivel de depresión suficiente para su funcionamiento, corre el peligro de ser, por tanto, mediocre. Además, se conoce, del documento US-A-2003/0 064 676, un procedimiento y un dispositivo de control de ventiladores con caudal de aire variable en sistemas de ventilación y de aire acondicionado. El dispositivo descrito en este documento comprende un sensor de presión estática, un sensor de caudal de aire, un ventilador, un dispositivo de modulación del ventilador y un controlador acoplado al sensor de presión estática y al sensor de caudal de aire. El controlador comprende un dispositivo de cálculo que permite calcular la presión estática de configuración en función del caudal de aire. El controlador compara el punto de configuración de presión estática con la presión estática y controla el dispositivo de modulación del ventilador para que la presión estática permanezca cercana a la de configuración de presión estática. Por tanto, la presente invención pretende proponer una solución que permita ofrecer un buen compromiso entre la energía eléctrica consumida para accionar el ventilador y la calidad del servicio ofrecido. Con este fin, la invención se refiere, en primer lugar, a un grupo de ventilación que consta de un bloque de alimentación de un motor de accionamiento de un ventilador destinado a garantizar la circulación de aire en las bocas, que presentan una determinada distribución a lo largo de las columnas, comprendiendo el bloque de alimentación medios de regulación que incluyen circuitos de entrada de señales de medida del caudal de aire del ventilador dispuestos para controlar los circuitos de alimentación del motor a través de medios de conversión de la medida del caudal de aire en un valor de control de potencia correspondiente a una presión de aire de configuración que debe garantizar el ventilador, estando dispuestos los medios de conversión para, a partir de valores óptimos predeterminados de presión que corresponden a una curva óptima de respuesta presión / caudal satisfactoria cualquiera que sea dicha distribución de las bocas abiertas, asociar, a cada caudal de aire medido, una gaussiana, de riesgo de no satisfacción de la necesidad de presión, creciente cuando una presión de aire de configuración prevista disminuye por debajo del valor óptimo correspondiente, y dispuestos para fijar la presión de aire de configuración en un valor determinado según una configuración del porcentaje de riesgo de no satisfacción de la necesidad de presión, proporcionada por una integral de la gaussiana. El término presión" anterior designa una depresión si el grupo anterior aspira el aire viciado, lo que es el caso general, o bien una sobrepresión si el grupo proporciona aire nuevo. 2   De esta forma, la invención garantiza un buen compromiso calidad de servicio / consumo energético, puesto que se trata de un sistema controlado, cuyos circuitos de entrada recibirán información de cualquier nueva apertura de una boca de aspiración, o de insuflación, debido al aumento del caudal o a la caída de presión diferencial que habrá inducido, y, por tanto, los circuitos de conversión controlarán un aumento de la presión que, no obstante, dependerá de la probabilidad de riesgo de que, entre las bocas abiertas, haya, sobre todo, bocas situadas en posiciones desfavorecidas. De esta forma, a partir de una curva teórica que representa la envolvente de la necesidad máxima posible de presión para cada uno de los caudales posibles, se aplica un decremento cuya amplitud dependerá del riesgo estadístico aceptado. La probabilidad de riesgo, de que un porcentaje determinado de bocas de las más desfavorecidas se abran durante un periodo determinado, disminuye con el número de bocas ya abiertas, es decir, que la ley de los grandes números, en términos de bocas abiertas, hace que se tienda hacia una equi-distribución de las bocas abiertas a lo largo de cada columna. La gaussiana de probabilidad correspondiente tiende, por tanto, a presentar un pico central muy marcado y, por tanto, bandas laterales con un nivel bajo. De esta forma, la presión de aire de configuración para un caudal cualquiera de aire tenderá, para caudales crecientes, a aproximarse a una presión media, correspondiente a una curva dorsal que une los picos de las diferentes gaussianas y correspondiente a un riesgo de aproximadamente el 50%. El concepto de la invención es, por tanto, tener un grupo que, a medida que aumenta el caudal, es cada vez menos generoso en la asignación de suplemento de presión respecto a un valor de presión media correspondiente a la curva dorsal. Esto es debido al hecho de que el estado de la instalación, en términos de número y, sobre todo, de posiciones eventualmente desfavorecidas de bocas abiertas, presenta una incertidumbre relativa, o normalizada, respecto al número de bocas abiertas, que disminuye cuando el caudal aumenta. Se puede describir una curva teórica de respuesta, de presión respecto a un eje horizontal de caudal en abscisas, que presenta una tangente de pendiente positiva máxima en un punto mínimo de caudal y de presión, disminuyendo esta pendiente de forma monótona a medida que aumenta el caudal, hasta un valor de pendiente mínima positiva, eventualmente casi nula. La curva teórica de respuesta presenta una presión de pendiente positiva decreciente para un caudal de aire creciente, es decir, una segunda derivada negativa. Se observará que la familia de gaussianas, para los diferentes valores respectivos de caudales posibles, puede tener en cuenta incertidumbres de dispersión diferentes a la posición de las bocas abiertas en cada columna. De hecho, como el caudal medido representa el caudal global de todas las columnas, también se puede tener en cuenta un segundo parámetro de incertidumbre, relacionado con el hecho de que las diferentes columnas no presentan el mismo número medio de número de bocas abiertas, eventualmente relacionado... [Seguir leyendo]

1. Grupo de ventilación que incluye un bloque (6, 7) de alimentación de un motor (8) de accionamiento de un ventilador (9) destinado a garantizar la circulación de aire en las bocas (120), que presentan una determinada distribución a lo largo de las columnas (11, 12), comprendiendo el bloque de alimentación (6, 7) medios de regulación (6) que incluyen circuitos (61) de entrada de señales de medida del caudal de aire (Q) del ventilador (9) dispuestos para controlar los circuitos (7) de alimentación del motor (8) a través de medios (62, 63, 64) de conversión de la medida del caudal de aire (Q) en un valor de control de potencia correspondiente a una presión de aire de configuración que debe garantizar el ventilador (9), caracterizado porque los medios de conversión (62, 63, 64) están dispuestos para, a partir de valores óptimos predeterminados de presión que corresponden a una curva óptima (KM) de respuesta presión (Dp) / caudal (Q) satisfactoria cualquiera que sea dicha distribución de las bocas (120) abiertas, asociar, a cada caudal de aire (Q) medido, una gaussiana (G1, G2, G3, G4), de riesgo de no satisfacción de la necesidad de presión (Dp), creciente cuando una presión de aire de configuración prevista disminuye por debajo del valor óptimo correspondiente, y dispuestos para fijar la presión de aire de configuración en un valor determinado según una configuración del porcentaje de riesgo de no satisfacción de la necesidad de presión, proporcionada por una integral de la gaussiana (G1, G2, G3, G4). 2. Grupo según la reivindicación 1, en el cual los medios de conversión (62, 63, 64) incluyen en su memoria datos de definición de un grupo (K1, K2) de al menos una curva (K2) correspondiente a un valor estándar predeterminado de dicho riesgo y están dispuestos para controlar los circuitos de alimentación (7) para que el grupo tienda a funcionar según dicha curva (K2). 3. Grupo según la reivindicación 2, en el cual los medios de regulación (6) incluyen medios secuenciadores dispuestos para, durante determinados periodos de tiempo programados, modificar la configuración del porcentaje de riesgo de no satisfacción de la necesidad de presión respecto a dicho valor estándar, mediante el control según una curva (K1) de dicho grupo diferente a dicha curva al menos una curva (K2). 4. Grupo según la reivindicación 3, en el cual los medios de regulación (6) están dispuestos para realizar dicha modificación de la configuración del porcentaje de riesgo de no satisfacción de la necesidad de presión mediante desplazamiento de una curva de respuesta en presión (REP) a lo largo de una escala de caudales (Q). 5. Grupo según la reivindicación 4, en el cual dicho desplazamiento se realiza restando un determinado valor al valor de medida de caudal (Q). 6. Grupo según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual los medios de regulación (6) incluyen una memoria con el historial del caudal (Q) medido con el tiempo y los medios de regulación (6) están dispuestos para modular la configuración del porcentaje de riesgo de no satisfacción de la necesidad de presión en función del historial. 7. Grupo según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual los medios de conversión (62, 63, 64) están dispuestos para que una curva de presión de aire de configuración en función del caudal (Q) tenga la forma de una rama de parábola. 8. Procedimiento de determinación de un valor de ajuste de la presión de aire de configuración del grupo de ventilación según una de las reivindicaciones 1 a 7, instalado en una instalación de ventilación que incluye un número determinado (B) de ramas (10, 20) y un número determinado (C) de columnas (11, 12, 21, 22, 23) a lo largo de las cuales se distribuye un número determinado de bocas (120), procedimiento en el cual: a) se estima, según una medida del caudal de aire, un número de bocas (120) abiertas en la instalación, b) se considera, a priori, que cada columna presenta un número (i) de bocas (120) abiertas proporcional a su propio número de bocas (120) y se considera también, a priori, que las bocas (120) abiertas están estadística y globalmente distribuidas igualmente en las diferentes columnas (11, 12, 21, 22, 23), es decir, que el caudal de cada columna es proporcional al número (i) de bocas (120) abiertas en la misma, c) se determinan, para una columna determinada, todos los N estados posibles que presenta dicho número (i) de bocas (120) abiertas, d) se estima la probabilidad de existencia de cada estado, según una ley de distribución estadística o según información de estadísticas reales, previamente obtenida mediante observación de la apertura de las bocas (120), e) se asocia, a cada estado, una estimación de pérdida de carga compuesta (P), función de la posición, para cada estado, de cada boca (120) abierta, f) se calcula una gaussiana (C1, C10, G1, G2, G3, G4 ) de probabilidades individuales de cada uno de los N estados, ordenados por pérdida de carga compuesta (P) creciente, 16   g) se calcula una integral (C2, C20) de la gaussiana, y h) se regula la presión de aire de forma que satisfaga estadísticamente, según dicha integral (C2, C20), la necesidad de un porcentaje de configuración de bocas (120) abiertas de la columna (11) considerada. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el cual las etapas b) a g) se realizan previamente a la puesta en servicio efectiva de la instalación, con almacenamiento en memoria de una pluralidad de segmentos de dichas integrales de gaussianas (G1, G2, G3, G4) para una misma pluralidad de caudales posibles. 10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el cual dicha pluralidad (G1, G2, G3, G4) está limitada a menos de diez y la etapa h) se realiza entonces mediante interpolación entre dos integrales de gaussianas (G1, G2, G3, G4) cuyos valores asociados de caudal abarcan el valor de caudal de la etapa a). 17   FIGURA 1 18   FIGURA 2 19   FIGURA 3 FIGURA 4   FIGURA 5 21   FIGURA 6 22