Experimental investigation of night ventilation for cooling a kitchen in hot dry summer conditions

• Juan Pedro Ayala-Moreno ^[1] ; Alma Angelina Ayala-Moreno ^[1]
  1. [1] Universidad de Sonora

     Universidad de Sonora

     México

     
• Localización: Ingeniería, investigación y tecnología, ISSN 1405-7743, ISSN-e 2594-0732, Vol. 25, Nº. 3, 2024
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Investigación experimental de la ventilación nocturna para enfriar una cocina en verano cálido seco
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• Resumen
  • español

    Las estrategias de diseño pasivo en edificios se han ido perdiendo con el paso de los años desplazadas por los sistemas activos de climatización que demandan energía y contribuyen a los problemas ambientales. Regresar a estrategias pasivas en el diseño de edificios resulta prometedor para mejorar el confort y reducir la demanda energética. De los edificios antiguos o tradicionalmente adaptados al clima puede aprenderse sobre las estrategias pasivas que utilizan. Este estudio se enfocó en probar la ventilación nocturna para enfriar una cocina en un edificio antiguo, con techos altos y alta masa térmica, pero en condiciones extremas de verano en un clima desértico. La cocina usualmente funciona sin aire acondicionado y se monitoreó durante junio y julio, los meses más cálidos del año. Cada una de las tres configuraciones de ventilación establecidas se probó por un periodo de 7 días: con ventanas cerradas día y noche (A), con ventanas abiertas día y noche con ventilación nocturna asistida (B) y con ventanas controladas con ventilación nocturna asistida (C). Los resultados muestran que el esquema de ventilación C permite disminuir la temperatura promedio interior alrededor de 3.6°C en comparación con el esquema de ventilación A. Sin ventilación, las temperaturas máximas interiores son más similares a las temperaturas máximas exteriores, alrededor de 2.7°C por debajo. Con el esquema de ventilación C, las temperaturas máximas interiores pueden reducirse en promedio más de 1°C, esto es, alrededor de 4°C por debajo de las temperaturas máximas exteriores. Si bien la ventilación nocturna contribuyó a disminuir las temperaturas interiores en condiciones extremas de verano, no fue suficiente para lograr el confort durante las horas de uso, lo que sugiere la oportunidad de aplicación en periodos de transición, cuando las temperaturas no son extremas, pero sí cálidas, dando la posibilidad de lograr plena efectividad en tales condiciones.

  • English

    Passive design strategies in buildings have been lost over the years being replaced by active systems, which demand energy and contribute extensively to the environmental problems. Return to passive strategies in buildings design is a promising way for improving comfort and reducing energy demand. Passive strategies can be learned from traditional or old buildings in each climate zone. In this study the focus was on testing the performance of night ventilation for cooling a kitchen in an old building with high ceiling and high thermal mass, but under extreme summer conditions in a desert climate. The kitchen usually performs without air conditioning and it was monitored during June and July, the hottest months of the year. Each of the three established ventilation schemes were tested over a 7-day period: with windows closed day and night (A), with windows opened day and night with assisted night ventilation (B), and with controlled windows with assisted night ventilation (C). Based on the results of the three ventilation schemes it is seen that night ventilation together with controlled windows (ventilation scheme C) allows decreasing indoor average temperature about 3.6°C compared with the no ventilation scheme (ventilation scheme A). With no ventilation (ventilation scheme A) indoor maximum temperatures are more similar to outdoor maximum temperatures, around 2.7°C below. With night ventilation and controlled windows (ventilation scheme C), indoor maximum temperatures can be decreased by more than 1°C on average, thus around 4°C below outdoor maximum temperatures. Although night ventilation helped lower indoor temperatures under extreme summer conditions, it was not enough to achieve comfort during the usage hours even for acclimatized local people, which suggest the opportunity of application in transition periods, when temperatures are not extreme but still hot, giving the possibility of achieving the full effectiveness under hot but not extreme conditions.