Caracterización técnica-económica simplificada y potencial de aplicabilidad de un paquete de medidas de mejora para edificios

Abstract

Este tiene proyecto tiene como objetivo el estudio de una serie de mejoras que reduzcan el consumo energético de los edificios. La importancia de este estudio radica en que la directiva 2010/31/UE de 19 de mayo 2010 relativa a la eficiencia energética de los edificios (DEEE) persigue una reducción de la energía que estos consumen, establece directrices que promueven la construcción de edificios de consumo de energía casi nulo ECCN, así como las mejores prácticas para garantizar que, antes de que finalice la presente década, todo el parque inmobiliario de nueva construcción esté formado por edificaciones cuyo consumo de energía sea prácticamente inexistente. Los edificios son responsables de aproximadamente el 40% del consumo de energía y el 36% de las emisiones de CO2 en la UE, lo que los convierte en el mayor consumidor de energía de Europa. Mayoritariamente, la energía consumida proviene de los sistemas de calefacción y refrigeración, de la iluminación, del calentamiento del agua para uso doméstico y de los sistemas de ventilación. Cuanta menos cantidad de energía necesite para satisfacer la demanda, más eficiente será el edificio. Por lo tanto, es de suma importancia comenzar a poner en cuestión los sistemas de climatización y refrigeración convencionales y pensar en sistemas de ventilación eficientes y sostenibles que garanticen el confort térmico sin poner en riesgo ni el medio ambiente ni la salud de las personas. Es por estas razones, que este trabajo de fin de master tiene como objetivo el realizar un estudio de las mejoras asociadas a las instalaciones de calefacción y refrigeración. En primer lugar, se va a realizar una recopilación con el estado del arte de los actuales sistemas de ventilación. Se va a analizar las distintas configuraciones de ventilación mecánica controlada, simple flujo y doble flujo con recuperador de calor y freecooling. Como uno de los elementos más importantes y más costosos de una instalación de ventilación, se va a realizar un estudio más exhaustivo del recuperador de calor. En este estudio vamos a obtener unas ecuaciones lineales que nos permitan realizar una estimación del coste del recuperador en función del caudal de aire que necesitemos para ventilar. Una vez obtenidas estas curvas, se va a realizar el anáisis de 6 modelos de viviendas unifamilares, y se va a calcular el coste total de la instalación. Para cada una de ellas, se va a analizar el coste de una instalación de extracción simple y el coste de una de doble flujo con recuperador de calor. Para estas últimas, el diseño de la instalación se va a realizar mediante conductos rígidos con una distribución en arbol y mediante conductos flexibles con una distribución en estrella. Una vez obtenidos estos valores, podemos estimar cual es el peso en coste del recuperador en porcentaje en una instalación de doble flujo, de esta forma a su vez, podemos estimar de forma aproximada el coste total de la instalación a partir del recuperador de calor. Para poder analizar de forma real el impacto de las mejoras planteadas, se va a realizar una simulación de cuatro edificios en cinco zonas climáticas mediante el programa de cálculo de cargas HULC. Con las cargas obtenidas para cada hora del año, se van a montar una serie de hojas de cálculo que nos permitan estudiar el impacto de las mejoras planteadas y el porcentaje en que se reduce la carga tras su aplicación respecto al caso base. Las mejoras que se van a analizar para cada edificio son las siguientes: • Extracción simple (caso base) • Extracción simple + control de presencia • Doble flujo con recuperador de calor • Doble flujo con recuperador de calor + control de presencia • Doble flujo con recuperador de calor + módulo adiabático (refrigeración) 12h • Doble flujo con recuperador de calor + módulo adiabático (refrigeración) 24h • Doble flujo con recuperador de calor + módulo adiabático (refrigeración) + control de presencia Con los resultados obtenidos en los apartados anteriores, se llega a la conclusión de la importancia que tiene la elección de un buen sistema de ventilación debido al alto peso que presentan las cargas de ventilación en relación a las cargas totales que genera un edificio. Con las medidas planteadas somos capaces de disminuir la carga de calefacción en edificios plurifamiliares, partiendo del caso base en el que la carga de ventilación supone un 45% de la carga total del edificio hasta un 5% mediante el uso de recuperadores de calor y control de presencia, en cuanto a la refrigeración, prácticamente queda anulada. En viviendas unifamiliares, solo con el uso de un recuperador de calor, eliminamos las cargas de forma casi completa.