Dimensionado óptimo de sistemas de refrigeración solar en edificios de oficinas

Abstract

En la actualidad la demanda energética mundial sigue creciendo y los recursos y reservas energéticas convencionales no pueden mantener un sistema energético en equilibrio con el medio ambiente. La innovación tecnológica para lograr aumentar la eficiencia y el ahorro energético de los actuales modelos, tanto de producción como de consumo, junto con la evolución de las tecnologías de aprovechamiento de recursos energéticos renovables, son las claves del éxito para un futuro sostenible. El presente proyecto pretende diseñar y analizar la viabilidad de un sistema de refrigeración solar por absorción, para un edificio de oficinas representativo situado en Barcelona. Dicho diseño se implementará como medida de mejora a una instalación de climatización convencional ya existente, con el objetivo de reducir los consumos de los equipos y aumentar la eficiencia del sistema, sin que ello afecte al mantenimiento de las condiciones de confort. Los elementos principales de la instalación inicial son una caldera convencional, una enfriadora y dos tanques acumuladores, uno por cada bus de temperatura (alta y baja). Para conseguir un sistema con refrigeración solar, se implementará una máquina de absorción de simple efecto, un campo de colectores de tubo de vacío y un tanque acumulador para los colectores. En la memoria se documentan las condiciones iniciales del proyecto, la descripción y el estudio de los elementos de un sistema de refrigeración solar, los programas utilizados para modelar matemáticamente tanto la instalación como las condiciones de su entorno, las estrategias y ecuaciones utilizadas, y finalmente, los criterios en los que se basa el análisis de viabilidad del proyecto. Se han realizado simulaciones masivas en TRNSYS obteniéndose así una gran variedad de resultados ante distintos escenarios, con el fin de conseguir las claves para el diseño óptimo de una instalación de estas características, en base a criterios tanto energéticos como económicos.

Currently the global energy demand continues to increase and the conventional energetic resources cannot feed an energetic system in equilibrium with the environment. Technological innovation to achieve the increase of efficiency and the energy saving of current energetic models, both production and consumption, with the evolution of the use of renewable energy resources technologies, are the keys to success for a sustainable future. The main objective of this project is to design and analyze the viability of a solar cooling system by absorption, for a representative office building located in Barcelona. This design will be implemented as an action to improve one existing conventional air conditioning installation, with two aims; to decrease the energy consumptions of the equipment and to increase the system efficiency, without compromising comfort conditions. The main elements of the installation are; one conventional natural gas boiler, one air chiller and two storage tanks, one for each temperature network. To get a system with solar cooling, a simple effect absorption machine, a field of vacuum tube collectors and one extra storage tank for the collectors will be implemented. This document exposes the inicial conditions of the project, the description and the study of all the elements that are needed in a solar cooler system, the software that has been used to model mathematically the installation and the environmental conditions, the strategies and the equations that have been used, and finally, the criteria that has been used to analyze the economic and energetic viability of this project.