MODELADO EN TRNSYS DE UNA VIVIENDA PASSIVHAUS
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- Eugenia Álvarez de la Cruz
- hace 8 años
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1 MODELADO EN TRNSYS DE UNA VIVIENDA PASSIVHAUS Autores: Javier Biosca Taronger Adrien Poinssot Alejandro Díaz Belda Pablo Moyano Fernández Jorge Payá Herrero Rafael Royo Pastor Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV)
2 Contenido Introducción Objetivos del proyecto Descripción del prototipo de vivienda Passivhaus Modelado Validación Conclusiones Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 2
3 Introducción Grupo SIMES IIE (UPV) Competencias: Reducción del consumo de edificios mediante mejoras pasivas Almacenamiento latente de energía térmica Diseño y modelado de sistemas para la producción de energía, almacenamiento y distribución Análisis energético-económico de escenarios energéticos Optimización de la operación y estrategias de control Recepción y monitorización de instalaciones Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 3
4 Introducción Grupo SIMES - Aplicaciones Viviendas Edificios con gestión centralizada (hoteles, oficinas...) Zonas residenciales ecoholística Creado en ASSYCE Construcciones Passivhaus Proyecto Grupo SIMES- ecoholística (ASSYCE): Modelo prototipo vivienda Passivhaus Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 4
5 Objetivos del proyecto Obtención modelo de la vivienda Validación del modelo Estudio optimización para diferentes climatologías : Cerramientos Acristalamientos (tipo, tamaño, orientación) Operación ventilación/climatización Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 5
6 Prototipo passivhaus Prototipo passivhaus Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 6
7 Prototipo passivhaus Situado en Moraleda de Zafayona (Granada) Altitud: 990 m Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 7
8 Prototipo passivhaus Distribución: Cámara aire 2 alturas 1 Torre Paneles de protección solar Suelo habitable: 87 m 2 Cerramientos externos: U=0.09 W/(m 2 K) Acristalamiento: g= 0.5, U=0.7 W/(m 2 K) 35 % Sur 9 % Este 5% Norte 0 % Oeste Test BlowerDoor: /h Paneles de protección solar (fachada Sur) Estores verticales Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 8
9 Prototipo passivhaus Sistema climatizadora Bomba de calor reversible: Mitsubishi 2.5 kw Recuperador de calor: η = 85% 4 zonas impulsión 3 zonas extracción Caudal mínimo renovación: 140 m 3 /h Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 9
10 Prototipo passivhaus Monitorización Zonas vivienda: 18 sondas Temperatura 2 sondas humedad Datos climáticos: Radiación total sobre horizontal Radiación difusa Temperatura y humedad ambiente Dirección y velocidad del viento Equipo climatización: 5 sondas Temperatura Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 10
11 Modelo Modelo Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 11
12 Modelo Proyecto en Trnsys: Sombras Datos climáticos Datos edificio (Flujos aire: Trnflow) Climatizadora Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 12
13 Validación Validación Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 13
14 Validación Comparación resultados para: 31 de julio a 15 de agosto Plan de validación por pasos: Todas la puertas interiores cerradas Sin sombras horizontales Sin sombras verticales Sin ganancias Sin ventilación (y sin climatizadora) Todas las ventanas cerradas Todas la puertas interiores abiertas Con sombras horizontales Con sombras verticales Con ganancias Con ventilación (y con climatizadora) Todas las ventanas abiertas Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 14
15 Validación Modificaciones Ajustar la infiltración de cada zona en función de: Volumen de zona Área de ventanas Comparación perfil térmico experimental-simulado Introducción masa de inercia en cuarto de baño para simular efecto del mobiliario cerámico Absortancia paredes Coeficiente de convección interna de las paredes Intercambio mínimo de aire con puertas cerradas Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 15
16 Validación Resultados 31 Jul.-8 Ago. Salón: 2 aperturas de todas las ventanas durante 20 minutos Configuración más sencilla Paneles protección Puertas interiores solar abiertas Estores Difícil conseguir ensayos: 1º dia: test blowerdoor 2º día: Instalación sondas climatizadora y visita 3º día: Instalación sondas 4º día: puerta ppal. un poco abierta para cable herramientas Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 16
17 Validación Resultados 31 Jul.-8 Ago. Dormitorio 1: Configuración más sencilla Paneles protección Puertas interiores solar abiertas Estores Pruebas flujo aire Dormitorio-baño Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 17
18 Validación Resultados Configuración más sencilla Puertas interiores abiertas Paneles protección solar Estores 31 Jul.-8 Ago. Aseo: Instalación sondas en conductos ventilación Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 18
19 Validación Resultados 9-15 Agosto Dormitorio 1: Con ganancias internas Con ventilación Ventanas abiertas Apertura de ventanas: Falta de datos climatológicos Apertura difiere de programación BlowerDoor test Falta de datos Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 19
20 Validación Resultados Con ganancias internas Con ventilación Ventanas abiertas 9-15 Agosto Aseo: Falta datos climatológicos BlowerDoor test Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 20
21 Validación Validación recuperador Día en enero: Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 21
22 Estudio de optimización Estudio de optimización Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 22
23 Estudio de optimización Estudios optimización Paneles protección solar Aislamiento cerramientos Free-cooling Inercia muros Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 23
24 Estudio de optimización Paneles protección solar Verano: Sol está alto: Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 24
25 Estudio de optimización Paneles protección solar Invierno: Sol está bajo: Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 25
26 Estudio de optimización Protección solar Comparación: Sin paneles - Con paneles Persianas Energía de refrigeración Energía de calefacción Demanda térmica (kwh/año) Sin paneles Con paneles Estores 5412 kwh 3879 kwh (- 28 %) 4112 kwh (- 24 %) 677 kwh 1141 kwh (+ 68 %) 677 kwh (+ 0 %) Energía total 6089 kwh 5020 kwh (- 18 %) 4785 kwh (-21 %) Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 26
27 Estudio de optimización Aislamiento cerramientos Prototipo real tiene un determinado aislamiento Se estudiarán casos con distintos espesores de aislamiento: Casos estudio 0 mm 25 % 75 % 100 % 150 % Elementos que consumen energía: Bomba de calor Ventilador de recuperador Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 27
28 Estudio de optimización Aislamiento cerramientos Comportamiento térmico en Enero: Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 28
29 Estudio de optimización Aislamiento cerramientos Casos 0 mm 25 % 75 % 100 % 150 % Coste ( ) Consumo anual (kwh) Coste energía ( /año) Consumo B.C. (kwh/m 2 año) TIR (%) 35 años VAN 5% 35 años Máximo PH: 15 kwh/m 2 año Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 29
30 Conclusiones Conclusiones Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 30
31 Conclusiones Trnsys: buena herramienta para analizar el comportamiento dinámico de sistemas complejos La validación de los modelos es muy importante El modelo desarrollado permite diseñar y optimizar: Cerramientos: Aislamientos Inercia Ventanas: Tamaño Orientación Calidad (U, g) Estrategias de operación Free-cooling Equipos de climatización Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 31
32 Modelado en TRNSYS de una vivienda Passivhaus Gracias por su atención Proyecto de colaboración ASSYCE - Grupo SIMES IIE (UPV) 32
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