Demanda Energía en Edificaciones y Sistemas de

Climatización

MSc Ing. Timo Márquez

Octubre

Escuela de Arquitectura

Demanda Energía en Edificaciones y Sistemas de

Climatización

Ing. Timo Márquez

Octubre 2012

Escuela de Arquitectura

Balance Energético de Edificaciones

La necesidad de hacer un balance energético permite:

• Optimizar las variables de diseño para mejorar el

térmico

• Economizar energía al reducir las perdidas

• Reducir los fenómenos de condensación

humedades en los cerramientos

• Mejorar el entorno medio ambiental, al

contaminantes asociadas a la generación de energía.

Balance Energético de Edificaciones :

La necesidad de hacer un balance energético permite:

Optimizar las variables de diseño para mejorar el bienestar

reducir las perdidas

Reducir los fenómenos de condensación y con ellos evitar

humedades en los cerramientos

Mejorar el entorno medio ambiental, al reducir la emisión de

asociadas a la generación de energía.

Conceptos

Demanda (kW): Es la energía

necesaria para mantener en el interior

del edificio unas condiciones de

confort definidas reglamentariamente

en función del uso del edificio y de la

zona climática en la que se ubique.

Demanda Consumo

Consumo

energía

En

consumo

por

de

(1)

(2)

Consumo (kWh) : Es el gasto total de

energía para un proceso determinado.

En el caso de los hogares, el

consumo energético está integrado

por el consumo de energía eléctrica y

de gas, gasoil y biomasa.

Analice los dos ejemplos:

• Cuál es la diferencia entre demanda y

consumo energético

• Que pasa con la demanda del caso

(2) con respecto al caso (1)

• Que similitudes se puede sacar para

una edificación

La magnitud de la demanda nos da una idea

del tamaño de la fuente que la debe generar.

Como ejemplo, para suplir la demanda de

calefacción hay varios equipos que a su vez

usan diferente tipos de combustible, (leña,

gas, electricidad.)

Conceptos

600 kW 2.25 kW 10 kW 20.4 kW

La demanda se obtiene del calculo de cargas de transmisión de la

edificación.

El consumo refleja el gasto de energía para

mantener la temperatura de confort. Toma

en cuenta las ganancias y perdidas totales

durante un periodo de tiempo (365 días).

Un mayor consumo significa un mayor uso

de combustible para mantener bienestar

térmico.

Conceptos

Conceptos

• Grados Hora y Grados Día

Conceptos

• Grados Hora y Grados Día

Conceptos

Conceptos

Balance Energético en la EdificaciónBalance Energético en la Edificación

Balance Energético en la Edificación

+=

Balance Energético en la Edificación

+ +

Cargas Térmicas en Edificación

• Infiltración

ACH = El número de veces que el volumen total de

aire en un edificio es remplazado en una hora.

Como se mide:

=

20

ACHACH

50

Blower Door:

Cargas Térmicas en Edificación

ACH = 0.2 (vivienda altamente hermética, nueva)

Fuente: ASHRAE Fundamentals Ch 26

ACH = 2-5 (vivienda no hermética, antigua)

ACH 0.35 (ASHARE 62 )

ACH 0.25 (PassivHaus)

Método ASHRAE:

Cargas Térmicas en Edificación

• Ventilación

Tasas de aire varían dependiendo de actividad (Rp)

o área (Ra)

V (m3/h) = 3.6 x Rp (L/s-per) x # personasV (m /h) = 3.6 x Rp (L/s-per) x # personas

Cargas Térmicas en Edificación

(mínimo según ASHRAE)

Cargas Térmicas en EdificaciónCargas Térmicas en Edificación

Cargas Térmicas en EdificaciónCargas Térmicas en Edificación

Cargas Térmicas en EdificaciónCargas Térmicas en Edificación

Ecuación para incandescentes. Para

fluorescentes hay que aplicar un

“ballast allowance factor”.

Para varias aplicaciones este valor se

debe estimar de la ficha técnica del

fabricante.

Cargas Térmicas en Edificación

Fuente: ASHRAE Fundamentals Ch 29

Cargas Térmicas en Edificación

Fuente: ASHRAE Fundamentals Ch 29

Cargas Térmicas en EdificaciónCargas Térmicas en Edificación

Techo pesado: color oscuro (sin aislar)

Pared arcilla: color medio (sin aislar)

Calculo de Demanda Energética

1. Determinar data de entrada de la vivienda

a) Configuración constructiva

b) Ganancias

2. Volumetría de la vivienda

3. Data Climática (grados días)

4. Calcular Demanda (kW) y Consumo (kWh)

5. Recomendar equipo para calefacción

6. Mejorar energéticamente la vivienda

Pared arcilla: color medio (sin aislar)

Ventana: clara

Alta filtración

kW W/m2 kWh kWh/año-m2

-16,896 -234,66 42549,43 590,96

Techo : color claro (aislado)

Pared : color medio (aislado)Pared : color medio (aislado)

Ventana: low-e

Hermético

kW W/m2 kWh kWh/año-m2

-4,164 -57,83 1744,48 24,23

Referencias

Manual Reglamentación Térmica:

http://www.minvu.cl/opensite_20070417155724.aspx

Manual de diseño pasivo y eficiencia energética en edificios públicos

http://www.arquitecturamop.cl/eficienciaenergetica/Paginas/default.aspx

Manual de diseño pasivo y eficiencia energética en edificios públicos

http://www.arquitecturamop.cl/eficienciaenergetica/Paginas/default.aspx

ASHRAE Fundamental 2001ASHRAE Fundamental 2001

Energía solar en arquitectura y construcción 1a. ed. Pedro

Cooling Load Calculation and Principles

http://www.cedengineering.com/upload/Cooling%20Load%20Calculations%20and%20Principles.pdf

Manual de diseño pasivo y eficiencia energética en edificios públicos

http://www.arquitecturamop.cl/eficienciaenergetica/Paginas/default.aspx

Manual de diseño pasivo y eficiencia energética en edificios públicos

http://www.arquitecturamop.cl/eficienciaenergetica/Paginas/default.aspx

Pedro Sarmiento

http://www.cedengineering.com/upload/Cooling%20Load%20Calculations%20and%20Principles.pdf