Estudios y análisis requeridos para el incremento de TRL de la solución falling film integrada en edificios residenciales

Abstract

La refrigeración de viviendas en climas cálidos es un tema importante debido al aumento de las temperaturas en el mundo. Aunque los sistemas de aire acondicionado convencionales son muy utilizados, se ha demostrado que el uso de técnicas de refrigeración natural puede disminuir el consumo de energía. Sin embargo, su implementación en la construcción de viviendas sigue siendo bastante limitada debido a la desinformación sobre estas técnicas, las pocas opciones de implementación actuales y los altos costes al no estar extendidas. La demanda global de refrigeración está creciendo a un ritmo mucho mayor que la reducción correspondiente en la necesidad de calefacción. El aumento de las temperaturas ambientales y los eventos climáticos extremos, combinados con la baja calidad de las viviendas de bajos ingresos y la falta de apoyo y ahorro, hacen que las personas en riesgo de pobreza energética sean más vulnerables y corran un mayor riesgo de sufrir problemas de salud. Recientes estudios han demostrado que, debido al aumento previsto de las temperaturas en el futuro, la demanda mundial de energía para refrigeración en el sector residencial aumentará hasta un 34 % en 2050 y un 61 % en 2100. Esta última cifra se incrementa aún más en los estudios enfocados en la región mediterránea. Esta situación hace necesaria la implementación y el uso de técnicas de enfriamiento natural que reduzcan el consumo de energía, protejan el medio ambiente y el ecosistema, y proporcionen un nivel adecuado de confort a los residentes. La falta de técnicas de refrigeración natural hace que en la actualidad haya numerosas investigaciones en curso de toda índole y en los diferentes campos de la ingeniería y la edificación. El grupo de Termotecnía de la Universidad de Sevilla propone en este campo diferentes líneas de investigacion donde se estudian varios sistemas y técnicas. En concreto, existe una línea donde se estudia la disminución de temperatura de agua como fluido portador a través de la radiación de la noche. Artículos publicados como “Lámina descendente como técnica de refrigeración natural” y “Utilización del cielo como disipador de calor” hablan sobre esta línea de investigación. A partir de estas investigaciones se han llevado acabo proyectos reales con la participación de la Universidad de Sevilla. Estos proyectos se tratan de CartujaQanat y WaterLife, dos proyectos donde se ponen en práctica, entre otras técnicas, las relacionadas con la línea de investigación mencionada. En este marco actual se encaja este trabajo, con la finalidad de estudiar y comparar los dos proyectos, e intentar extrapolar la información suficiente para proponer una solución residencial del “sistema de lámina descendente como refrigeración natural” que sea viable e implementable.

Cooling of homes in hot climates is an important issue due to rising temperatures around the world. Although conventional air conditioning systems are widely used, it has been shown that the use of natural cooling techniques can decrease energy consumption . However, their implementation in residential construction is still quite limited due to misinformation about these techniques, few current implementation options, and high costs because they are not widespread. Global demand for cooling is growing at a much faster rate than the corresponding reduction in the need for heating. Rising ambient temperatures and extreme weather events, combined with the poor quality of low income housing and lack of suppo rt and savings, make people at risk of fuel poverty more vulnerable and at greater risk of health problems. Recent studies have shown that, due to the expected increase in temperatures in the future, the global energy demand for cooling in the residential s ector will increase by up to 34% in 2050 and 61% in 2100. The latter figure is further increased in studies focused on the Mediterranean region. This situation calls for the implementation and use of natural cooling techniques that reduce energy consumptio n, protect the environment and the ecosystem, and provide an adequate level of comfort to residents. The lack of natural cooling techniques means that there is currently a lot of ongoing research of a ll kinds and in different fields of engineering and building. The Thermotechnology group of the University of Seville proposes in this field different lines of research where several systems and techniques are studied. In particular, there is a line where t he temperature decrease of water as a carrier fluid through night radiation is studied. Published articles such as "Descending sheet as a natural cooling technique" and "Use of the sky as a heat sink" talk about this line of research. Based on this research , real projects have been carried out with the participation of the University of Seville. These projects are CartujaQanat and WaterLife, two projects where, among other techniques, those related to the aforementioned line of research are put into practice This work fits into this current framework, with the purpose of studying and comparing the two projects, and trying to extrapolate enough information to propose a residential solution of the "falling sheet system as natural cooling" that is feasible and i mplementable.