Índice de contenidos

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1 1 Índice de contenidos N Página Capítulo 1: Planteamiento del problema Introducción Objetivos Objetivo general Objetivos específicos... 7 Capítulo 2: Marco Teórico Conceptos Generales Energía geotérmica Energía geotérmica en Chile Tipos de energía geotérmica Energía geotérmica de alta temperatura o alta entalpía Energía geotérmica de media temperatura Energía geotérmica de baja temperatura o baja entalpía Energía geotérmica de muy baja temperatura Aplicaciones de la geotermia en infraestructuras Ventajas e inconvenientes de la energía geotérmica Ventajas Inconvenientes Principio de funcionamiento de la bomba de calor geotérmica Tipos de instalaciones para climatización geotérmica Captación horizontal Captación vertical Sistemas abiertos Cimientos geotérmicos o termoactivos Reglamentación Térmica Condiciones de confort térmico Características térmicas de los materiales Conductividad térmica Resistencia térmica Transmitancia térmica... 23

2 Ordenanza General de Urbanismo y Construcción (OGUC). Art Exigencia de acondicionamiento térmico para muros, techumbre y pisos ventilados Alternativas para cumplir las exigencias térmicas Exigencia para ventanas Métodos de cálculo de la resistencia térmica total y de la transmitancia térmica de elementos constructivos Resistencias térmicas de superficie Elementos simples y homogéneos Elementos compuestos Elementos heterogéneos Pisos en contacto con el terreno Fundamentos térmicos del terreno Análisis geológico del terreno Evolución de la temperatura con la profundidad Propiedades térmicas del terreno La radiación solar Recepción de la radiación solar por el suelo Inclinación del suelo Exposición del suelo Color del suelo Calor específico y textura del suelo Humedad del suelo Capítulo 3: Estudio del rendimiento de sistemas tradicionales de calefacción para la Provincia de Curicó Costos por consumo de energía Cuantificación de la demanda Demanda de energía de calefacción Demanda de potencia de calefacción Caracterización del mercado de artefactos Opciones de calefacción Calefactores a leña Calefactores a pellets Calefactores a gas y kerosene... 42

3 Calefactores eléctricos Resumen de precios de referencia por zona Eficiencia térmica de calefactores Costos anuales de Operación y Mantenimiento Caracterización del mercado de combustibles Precio de la leña Precio de derivados de leña y electricidad Precios de derivados del petróleo Conclusiones del capítulo Capítulo 4: Cálculo de la transmitancia térmica de elementos constructivos predominantes, en conformidad a la normativa térmica Descripción de la vivienda Condiciones de diseño Cálculo de transmitancia térmica en elemento muro Muro de albañilería Muro de hormigón armado Estimación de la superficie máxima de ventanas Cálculo de transmitancia térmica en elemento techumbre Techumbre de cubierta no ventilada Techumbre de cubierta ventilada Cálculo de transmitancia térmica de cerramientos en contacto con el terreno Capítulo 5: Cálculo de la carga térmica Carga térmica de transmisión Carga térmica de renovación de aire Carga térmica de infiltración de aire Carga térmica interna Carga térmica por los ocupantes Carga térmica por iluminación Carga térmica de los equipos Carga térmica de refrigeración en verano Carga térmica de calefacción en invierno Capítulo 6: Diseño del intercambiador geotérmico enterrado Elección de la bomba de calor... 68

4 Elección del fluido circulante Elección de la configuración Elección de los tubos Elección de los materiales Elección del diámetro Calculo del diámetro para refrigeración en verano: Calculo del diámetro para calefacción en invierno: Dimensionamiento del intercambiador de calor enterrado Determinar la temperatura máxima y mínima de la tierra Cálculo de la temperatura máxima T H de la tierra Cálculo de la temperatura mínima T L de la tierra Determinar las temperaturas máximas y mínimas de entrada del fluido a la bomba de calor Cálculo de la diferencia de temperatura entre la tierra y el circuito Cálculo de la resistencia de los tubos al flujo de calor Cálculo de la resistencia de la tierra al flujo de calor Cálculo del factor de utilización Calculo de la longitud del intercambiador de calor enterrado Tablas de resumen de la longitud del intercambiador enterrado a diferentes profundidades Solución para la disposición del intercambiador enterrado Comparación de sistemas respecto del costo de operación Utilización del programa Retscrren para el análisis económico del sistema Presupuesto de la implementación Capítulo 7: Conclusiones y recomendaciones Anexo 1: Conductividad térmica de los principales materiales de construcción Anexo 2: Lista de calefactores a leña Anexo 3: lista de calefactores a pellets Anexo 4: Lista de calefactores a kerosene Anexo 5: Lista de calefactores a gas Anexo 6: Lista de calefactores eléctricos Anexo 7: Caldera a gas Anexo 8: Caldera a diésel Anexo 9: Caldera a leña

5 5 Anexo 10: Estratificación de solución constructiva cubierta no ventilada Anexo 11: Anuarios climatológicos de los años 2010 al Anexo 12: Tuberías de polietileno Anexo 13: Calicatas realizadas en el centro de Curicó Anexo 14: Calculo de las horas de marcha Bibliografía