Modelo analítico para estimar el consumo energético para climatización de viviendas en régimen dinámico

Abstract

La necesidad de elaborar un procedimiento nacional de etiquetado de eficiencia energética de inmuebles invita a validar modelos de cálculo de requerimientos de energía para climatización. Se propone un modelo eléctrico equivalente que se resuelve de manera analítica considerando las variables temperatura y radiación como superposición de funciones senoidales. En este trabajo se determina el requerimiento de energía para calefacción de una vivienda para un mes de julio para la ciudad de Rosario. Dicho mes está caracterizado por tres días típicos (cálido, frío, nublado) con cierta ocurrencia. Los resultados obtenidos se comparan con una simulación numérica con COMSOL Multiphysics. Las diferencias entre ambos métodos no superan el 3% para el mes completo, validando el método propuesto para la estimación de los requerimientos energéticos de una vivienda y los “factores de corrección dinámicos” que contempla el Procedimiento de Cálculo del Índice de Prestaciones Energéticas y a la norma IRAM 11900:2017.

The need for developing a national procedure for energy labelling of buildings gives an opportunity to validate models used to calculate the energy requirements for climatization. An equivalent electric model is proposed which has an analytical solution when input variables such as ambient temperature and solar radiation (or any other temporal load) are represented by a senoidal. In present work, the heating requirement a dwelling for the whole month of July in Rosario city is determined. Such month is characterized by three typical days (warm, cold, cloudy) with certain occurrence. To validate the proposed method, the estimated energy requirement was compared with that obtained with COMSOL Multiphysics by finite element analysis. The differences between methods were less than of 3%. This results validate the proposed analytical solution methodology as an alternative tool for energy requirements of a dwelling as well as “the dynamic correction factors” introduced by the Energy Performance Index Calculation Procedure (IPE) and IRAM 11900:2017 norm.