Simulación del consumo energético de climatización de una vivienda

El proyecto que se desarrolla a continuación, tiene como objetivo principal el cálculo del espesor óptimo de aislante para una vivienda unifamiliar situada en la localidad de Sevilla la Nueva, en la Comunidad de Madrid. Para ello, lo primero que se llevará a cabo es el cálculo de la carga térmica del edificio con las características constructivas que se han obtenido de los planos del mismo. Con estos datos y utilizando las ecuaciones básicas de transferencia de calor para conducción, convección y radiación, y simplificando el cálculo haciendo uso del método del circuito térmico equivalente se podrán obtener las distintas pérdidas de calor en cada elemento de la vivienda. Se hará una diferenciación entre periodo de calefacción, los meses más fríos del año, y periodo de refrigeración, los meses más calurosos del año. En el periodo de calefacción las pérdidas de calor que se han estudiado han sido la carga térmica de transmisión por las distintas paredes de la vivienda: suelo, techo, muro, ventanas y puertas. Por otro lado se ha estudiado la carga térmica debida a la ventilación y a las infiltraciones. Con este estudio se ha obtenido la cantidad de calor que la casa pierde en el periodo de calefacción y se ha podido calcular con ello su consumo energético, dimensionado para una caldera de gas de 14 kW, las emisiones contaminantes de CO2 asociadas a ese consumo, y el coste anual de la calefacción de la vivienda. En el periodo de refrigeración se han estudiado las cargas térmicas por transmisión en las mismas superficies que en el periodo anterior: ventilación e infiltraciones y transmisión, exceptuando en esta última el caso del suelo que representa una ganancia, ya que está a menor temperatura el interior de la vivienda. Además se han estudiado otras cargas térmicas debidas al uso de la vivienda, denominada carga interna, que tiene en cuenta la ocupación de la vivienda, el alumbrado de la misma, los equipos que en ella se encuentran y por último la carga debida a la radiación. Con este estudio se ha calculado el consumo energético para un equipo seleccionado de refrigeración de 14,8 kW que funciona conectado a la red eléctrica, así como sus emisiones de CO2 asociadas y su coste anual. Por último se ha realizado un estudio para encontrar en esta vivienda cuál sería el espesor óptimo de aislante por distintos medios, de forma que se tenga en cuenta la inversión inicial en aislante y la pérdida de suelo por el aumento del espesor del mismo. En una aproximación sencilla se obtuvo un espesor de 3,45 cm de aislante, que no es posible, por no cumplir con el coeficiente de transferencia de calor mínimo exigido en el RITE. En un segundo cálculo, utilizando medidas económicas como el valor actual neto y la tasa interna de rentabilidad para distintos escenarios económicos favorable, moderado y desfavorable se han obtenido diferentes valores del espesor óptimo que son por el mismo orden 3, 5 y 6 centímetros. Al ser más razonable el escenario moderado se utilizó para incluir el coste de las emisiones de CO2 y con las mismas herramientas económicas añadiendo este coste se obtiene el óptimo en 5 centímetros. La conclusión principal que se obtiene es que en un escenario moderado, con interés del 4% para el cálculo del valor actual neto e incluyendo la penalización por emisiones de CO2, el espesor óptimo, que por otro lado era el de los datos constructivos iniciales es 5 cm.Ingeniería Industria