Un Nuevo Modelo Capacitivo de Radiadores para Simulaciones Dinámicas de Edificios
Autores: Calise, Francesco; Cappiello, Francesco Liberato; Cimmino, Luca; Dentice d"Accadia, Massimo; Vicidomini, Maria
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un Nuevo Modelo Capacitivo de Radiadores para Simulaciones Dinámicas de Edificios
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Ahorro de energía
Edificios
Emisiones de gases de efecto invernadero
Sistemas de calefacción
Modelo capacitivo
Radiador.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio aborda el desafío crítico de realizar un cálculo detallado de los ahorros de energía en edificios mediante la implementación de acciones adecuadas destinadas a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Dado el alto consumo de energía de los sistemas de calefacción de espacios en los edificios, optimizar su rendimiento es crucial para reducir su demanda total de energía primaria. Desafortunadamente, los cálculos de tales ahorros a menudo se basan en métodos extremadamente simplificados, que descuidan la dinámica de los emisores instalados dentro de los edificios. Estas aproximaciones pueden llevar a errores relevantes en la estimación de los posibles ahorros de energía. En este marco, el presente estudio presenta un novedoso modelo capacitivo 0-dimensional de un radiador, el emisor más común utilizado en edificios residenciales. El objetivo final de este documento es integrar dicho modelo novedoso dentro del entorno de simulación TRNSYS 18, realizando una simulación de 1 año del sistema de calefacción de espacio del edificio en su conjunto. El modelo del radiador se desarrolla en MATLAB 2024b y considera cuidadosamente el impacto del área de superficie, la temperatura de entrada y el caudal en el rendimiento del radiador. Además, la tasa de transferencia de calor dinámica del radiador capacitivo se compara con la que devuelve el modelo no capacitivo incorporado disponible en TRNSYS, mostrando que descuidar el efecto capacitivo de los radiadores conduce a una estimación incorrecta del consumo de calefacción. Durante la temporada de invierno, con un sistema de calefacción encendido de 8 a.m. a 4 p.m. y de 6 p.m. a 8 p.m., la energía térmica se subestima en aproximadamente un 20% con el modelo no capacitivo comúnmente utilizado.
Descripción
Este estudio aborda el desafío crítico de realizar un cálculo detallado de los ahorros de energía en edificios mediante la implementación de acciones adecuadas destinadas a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Dado el alto consumo de energía de los sistemas de calefacción de espacios en los edificios, optimizar su rendimiento es crucial para reducir su demanda total de energía primaria. Desafortunadamente, los cálculos de tales ahorros a menudo se basan en métodos extremadamente simplificados, que descuidan la dinámica de los emisores instalados dentro de los edificios. Estas aproximaciones pueden llevar a errores relevantes en la estimación de los posibles ahorros de energía. En este marco, el presente estudio presenta un novedoso modelo capacitivo 0-dimensional de un radiador, el emisor más común utilizado en edificios residenciales. El objetivo final de este documento es integrar dicho modelo novedoso dentro del entorno de simulación TRNSYS 18, realizando una simulación de 1 año del sistema de calefacción de espacio del edificio en su conjunto. El modelo del radiador se desarrolla en MATLAB 2024b y considera cuidadosamente el impacto del área de superficie, la temperatura de entrada y el caudal en el rendimiento del radiador. Además, la tasa de transferencia de calor dinámica del radiador capacitivo se compara con la que devuelve el modelo no capacitivo incorporado disponible en TRNSYS, mostrando que descuidar el efecto capacitivo de los radiadores conduce a una estimación incorrecta del consumo de calefacción. Durante la temporada de invierno, con un sistema de calefacción encendido de 8 a.m. a 4 p.m. y de 6 p.m. a 8 p.m., la energía térmica se subestima en aproximadamente un 20% con el modelo no capacitivo comúnmente utilizado.