Estudio de la factibilidad técnica y económica acerca del uso de tecnologías solares para la climatización de edificios

Abstract

En la presente tesis se realiza un estudio de factibilidad técnica-económica de la implementación de sistemas de climatización accionados por energía solar, para el edificio de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Piura como ambiente a climatizar. En primer lugar, se realiza el cálculo de la carga de enfriamiento del edificio empleando la metodología CLTD/CLF validada por ASHRAE y se comparó los resultados obtenidos con el cálculo del perfil de carga térmica en estado transitorio realizado en el software TRNSYS. Con la carga de enfriamiento del edificio se evaluó tres alternativas de climatización del edificio. Las dos primeras contemplan un sistema centralizado con chillers por compresión enfriados por aire. La diferencia radica en que en la primera opción el sistema fotovoltaico se proyecta encima del edificio, teniendo como limitación el área de captación, y en la segunda se proyecta al nivel del suelo con un máximo de 1000m2 de área de captación. La tercera alternativa contempla la implementación de un sistema climatización por absorción utilizando una enfriadora de simple efecto. Los tres sistemas propuestos se han simulado en forma dinámica utilizando el software TRNSYS, para un año de operación. Los datos de los equipos se han tomado de acuerdo a información técnica de productos disponibles en el mercado y con ayuda del software se ha optimizado las instalaciones, empleando parámetros de desempeño como la fracción solar y cambiando variables de diseño como volumen de almacenamiento, ángulo de inclinación y cantidad de paneles. Los resultados indicaron que, para un edificio con una carga de enfriamiento menor a 450 kW, como el caso en estudio, se recomienda la implementación de un sistema de acondicionamiento de aire alimentado por una instalación fotovoltaica, puesto que el costo de la inversión inicial de un sistema de climatización por absorción no se recupera durante el periodo de vida de la instalación, haciendo que este tipo de sistemas no sea rentable durante su periodo de funcionamiento.