Balance Energético en Edificaciones

Balance Energético

Pérdidas por transmisión

Los distintos flujos de transferencia de calor se pueden clasificar de la siguiente manera:

• Transferencia por transmisión Φtrans a través de la envolvente: Pérdida cuando Tint > Text y ganancia cuando Tint < Text.
• Transferencia por renovación de aire, que depende de los flujos de transferencia por ventilación y por filtración. Pérdida cuando Tint es mayor a Text y ganancia cuando Tint es menor a Text.
• Ganancias solares a través de las superficies transparentes.
• Ganancias internas compuestas de ganancias por los sistemas de iluminación, por los equipos y los ocupantes.

Transferencias de calor por transmisión

A través de un elemento. Si existe una diferencia de temperatura (gradiente) por ambos lados de un elemento de la envolvente (muro, techo, ventana, suelo) se crea un flujo de calor Φtrans que va desde la temperatura más alta a la temperatura más baja, si este fenómeno ocurre se habla de transferencia por transmisión de calor.

El valor del coeficiente de transmisión depende de:

• El tipo de vidrio: simple, doble con aire o con argón.
• El tipo de marco: Policloruro de vinilo (PVC), madera, metálico, aislado o no.
• El porcentaje de superficie de vidrio sobre la superficie total de ventana.

La envolvente térmica de un edificio

Es la superficie que separa el volumen interior calefaccionado y el entorno. Está definida principalmente por las paredes exteriores del edificio y paredes que separan el volumen calefaccionado de espacios no calefaccionados. Es a nivel de esta envolvente que operan las transferencias de calor por transmisión que influyen en la necesidad de calefacción y de enfriamiento del edificio.

Un puente térmico

Es una zona (puntual o lineal) donde el flujo de calor es más importante que en el resto de la envolvente térmica.

Transferencia por renovación de aire

La renovación de aire de un recinto se realiza por dos fenómenos: la ventilación mecánica y las infiltraciones de aire. La ventilación mecánica está diseñada para controlar la calidad de aire interior en el recinto, mientras que las infiltraciones de aire es un fenómeno no controlado que viene de los defectos de hermeticidad de las aperturas de un edificio.

Factor de sobrepotencia

Cuando se apaga o reduce la calefacción durante varias horas al día con el objetivo de ahorrar energía, es necesario prever una sobrepotencia de calefacción a instalar en el recinto para recuperar la temperatura de ajuste en funcionamiento normal. Para determinar el factor de sobrepotencia fSR se necesita definir los parámetros siguientes: el tiempo de recalentamiento, la diferencia de temperatura de ajuste entre el modo normal y el modo reducido, y la inercia del edificio.

¿Se genera ahorro energético al apagar la calefacción durante la noche?

La respuesta es Sí, pero, el tiempo de detención del sistema de calefacción tiene que ser suficiente para generar un ahorro significativo. Como lo muestra la Figura 4, se puede ahorrar 10% del consumo de aire después de 12h de detención para una construcción de inercia baja (I), mientras que se genera solo un 5% para una construcción de inercia alta (II).

Dimensionado de los sistemas

Emisores y sistemas autocontenidos

La potencia de los emisores de calor y/o de frío debe ser superior a la carga térmica de diseño para que el emisor pueda asegurar el recalentamiento del recinto. Por otro lado, es importante no sobredimensionar los emisores ya que podrían afectar el funcionamiento de la instalación.

Sistemas centralizados

Para dimensionar calderas, se suma las cargas térmicas de todos los recintos que se van a alimentar por estas calderas y se multiplica por una margen de diseño que depende de la carga térmica cumulada.

Cañerías

El diámetro mínimo de las cañerías de la red de distribución se determina en función de la carga térmica de los recintos que va a alimentar. Considerando que la carga térmica de los recintos considera una sobrepotencia de recalentamiento, se debe considerar para dimensionar el diámetro la carga máxima que puede administrar la cañería.