Construcción y Optimización Energetica Sistema Inovador y Eficiente de Enfriamiento - Conceptos y proyectos actuales en Alemania -

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Alba Blanco Ferreyra
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1 Construcción y Optimización Energetica Sistema Inovador y Eficiente de Enfriamiento - Conceptos y proyectos actuales en Alemania - Marco Schmidt Universidad Técnica de Berlin Instituto de Arquitectura Grupo de Trabajo Watergy 1

actuales en Alemania - Marco Schmidt Universidad Técnica

5 Meta: Disminución del consumo de energía en edificios para el 2020: 40% Pero: Incremento en consumo de energía para refrigeración: 260% 400% 350% 300% 250% Germany (%) Greece (%) France (%) Spain (%) Italy (%) EU Total (% and Kt CO2/a) Kt CO2 (EU Total) % % % M.Schmidt 2006 after: EECCAC 4/ Fuente: Energy Efficiency and Certification of Central Air Conditioners (EECCAC) Study for the D.G. Transportation-Energy (DGTREN) of the Commission of the E.U.

58070 48070 200% 38070 150% 28070 100% M.

7 Edificio de Física (Estado 2001): 2x 330 kw Enfriamiento por absorción Reequipamiento (2011): 240 kw Compresor

8 Pequeños enfriadores para el cuarto del servidor (2011)

9 Reequipamiento del Edificio ZPO, Berlin ( ): 400 kw Compresor(19.51, 19.58) 1040 kw Compresor de tornillo (19.5 und 19.53) 1040 kw Compresor de tornillo(19.1, 19.2, 19,52)

12 Temperaturas muy altas! No sustentable! Altos costos de operación!

13 No sustentable! Altos costos de operación!

14 Altos costos de operación! No es rentable!

15 Water Energy

16 700 kwh/ m³ a 45 C Agua calentada de 30 a 90 C = 70 kwh/m³ Agua Enería Material de Cambio de Fase (PCM) = 61 kwh/m³

17 Balance de radiación global Datos según:

18 Balance de radiación en zonas urbanas Ejemplo: Techo de asfalto

19 Nunca utilice electricidad para enfriar un edificio! 680 kwh Frío 310 kwh Electricidad (COP 2,2) 990 kwh Calor sensible liberado en el exterior

20 Balance de radiación en Techos Verdes

21 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Temperaturas superficiales Comparación techo de asfalto techo verde (mediciones infrarrojas) 60,0 50,0 40,0 30,0 [ C] Temperatures Surface Black roof Surface Green roof Sealing Green roof Air 0m Green roof Air 1m Green roof 20,0 10,0,0

23 Instituto de Física Universidad-Humboldt Berlín

24 Instituto de Física Universidad-Humboldt Berlín Sistema de captación de agua de lluvia para enfriamiento de interiores, tamaño del tanque: 40 m³ Captación de agua de lluvia por enfriamiento con evaporación en el sistema de ventilación 450 plantas trepadoras en 150 jardineras proveen sombra y enfriamiento por evaporación Meta: Reducción de costos de funcionamiento del edificio

25 Demanda de calor: 216 kwh/ m²a Demanda de calor para enfriar: 132,7 kwh/ m²a Producción de frío: 62,6 kwh/ m²a

26 Enfriamiento por evaporación en el sistema de ventilación

27 Enfriamiento por evaporación en el sistema de ventilación

28 Diferencia en consumo energético del sistema convencional con y sin Enfriamiento por Evaporación 40,0 35,0 [ C] Aussentemperatur [ C] Anlage 4 [kw] [kw] ,0 25,0 4 20,0 3 15,0 2 10,0 5,0 1 0, : : : : : : : : : : : :37

29 Operación de Energía para Enfriamiento Adiabático/ Compresión/ Absorción 1 g H 2 O: 2450 J = 2450 Ws a 100 C 1 m³ = 2720 MJ = 700 kwh a 45 C Enfriamiento Adiabático: 5 Pesos/ m³ + 2 Pesos electricidad Compresión: 700 kwh = 668 Pesos electricidad (2,1 Peso/kWh COP 2,2) Absorción: 700 kwh = 1065 Pesos calor (0,7 Peso/kWh COP 0,46) Pesos electricidad + 33 Pesos agua = 1575 Pesos Conductivity max Rainwater 30 µs 1600 µs Tap water 700 µs 1600 µs

30 Sistema Desecante Recuperación Salida Entrada Aire del exterior Intercambiador de calor abierto: NSW Nor Pac 1 ½ 140 m² por m³ 5400 Pesos/m³ Solución salina: concentración de MgCl de 22% (diluido) a 33% (concentrado) Costos: aprox Pesos/ m³

31 Sistema Desecante Humedificación y deshumedificación por sorción Altos niveles de consumo energético por sistemas convencionales. Se pueden implementar ahorros energéticos en el proceso al usar una solución salina La separación completa de los sistemas convencionales de entrada y salida del aire El aire de salida emite calor y humedad a la Salmuera La Salmuera se calienta y humedifica el aire que esta entrando Source: Recuperación Salida Entrada Aire del exterior 31

32 Prototipo WATERGY 2: evaporación y condensación de agua de lluvia, almacenamiento de calor para diferentes estaciones del año

33 Humedificación y deshumedificación por sorción

34 450 plantas trepadoras proveen sombra y enfriamiento por evaporación

35 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Monto diario de Evapotranspiración (7/15/05-09/14/05) tasa de enfriamiento correspondiente: 280 kwh diario [mm/d] Mean ETP of a facade greening system, Adlershof Physik 7/15/05-09/14/05 [kwh/m²d] 20,4 south facade, 2nd floor south facade, 3rd floor south facade, 1st floor courtyard, 1 st floor courtyard, 2nd floor courtyard, 3rd floor 17 13,6 10,2 10 6,8 5 3,4 0 0

36 kwh/(m²a) Energía Útil necesaria para calentar y enfriar Calentar kwh/(m²a) Enfriar kwh/(m²a) Total kwh/(m²a) sin Persianas Exteriores Persianas Exteriores (conv., manual, estandar) Persianas Exteriores (conv., automat., estandar) Persianas Exteriores (conv., Valor medido) Fachadas Verdes (Valor medido)

37 kwh/(m²a) Energía Primaria necesaria para calentar y enfriar calentar kwh/(m²a) enfriar kwh/(m²a) Total kwh/(m²a) sin Persianas Exteriores Persianas Exteriores (conv., manual, estandar) Persianas Exteriores (conv., automat., estandar) Persianas Exteriores (conv., valor medido) Fachadas Verdes (valor medido)

41 Catedral en la Selva Negra, Nicaragua 2012 Gracias por su atención!

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