Análisis del efecto de materiales de cambio de fase sobre la demanda de calefacción en una casa fotovoltaica

CIES2020 - XVII Congresso Ibérico e XIII Congresso Ibero-americano de Energia SolarRESUMEN: Este trabajo evalúa el efecto que tiene la integración de materiales de cambio de fase (MCF) en la envolvente de los edificios, sobre la operación de un sistema de generación solar fotovoltaica acoplado con bomba de calor para cubrir las necesidades térmicas de dicho edificio. A partir de una instalación a escala real, se han realizado modelos en EnergyPlus de diferentes escenarios de estudio intermedios, teniendo en cuenta que la aplicación de los MCF microencapsulados como revestimiento de paredes interiores, requiere de un material de sustrato y un mortero para que se incorpore, evaluando de esta forma el efecto que tiene cada uno de los elementos. Se ha simulado y evaluado el efecto en cada escenario de estudio sobre la demanda energética del demostrador, desde la solución constructiva del fabricante hasta la solución con el mortero aditivado con MCF aplicado como recubrimiento interior de las paredes. En paralelo se ha realizado la simulación mediante TRNSYS de una instalación fotovoltaica de 50, 100, 200 y 300 W conectadas a una bomba de calor sobre la que se ha considerado que tiene un rendimiento en calefacción de 3 y un rendimiento de refrigeración de 2. Los resultados muestran que hay una gran cantidad de energía de calefacción que se pierde en los momentos en los que la demanda de calefacción es reducida y la disponibilidad de energía solar es alta. También se ha podido comprobar que el dimensionado para refrigeración es más crítico que para calefacción. Finalmente cabe indicar que el presente trabajo se ha realizado dentro del marco del proyecto SUDOKET financiado por la convocatoria Interreg SUDOE.ABSTRACT: The present work evaluates the effect that the incorporation of Phase Change Materials (PCM) in the building envelope has in the operation of a solar photovoltaic (PV) generation system coupled with a heat pump for covering the thermal demand of a building. Based on data from a real scale facility, the EnergyPlus models of different case scenarios have been performed, taking into account that the application of microencapsulated PCM as an interior wall coating requires a substrate material and a mortar matrix to be embedded into. The effect on each case scenario on the buildings energy demand, from the manufacturer constructive walls solution until the PCM enhanced mortar applied as the interior wall coating, has been simulated and evaluated. In parallel, the TRNSYS simulation of a solar photovoltaic (PV) system has been performed, considering 50, 100, 200 and 300 W connected to a heat pump with a heating performance of 3 and a cooling performance of 2. The obtained results show that there is a large amount of heating energy that is wasted when the demand for heating is low and the availability of solar energy is high. It has also been demonstrated that sizing for cooling is more critical than for heating. Finally, it should be indicated that this work has been carried out within the SUDOKET project financed by the Interreg SUDOE programme.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Integración de solar térmica en redes de distrito : predicción de la producción

CIES2020 - XVII Congresso Ibérico e XIII Congresso Ibero-americano de Energia SolarRESUMEN: El presente trabajo describe un algoritmo de cálculo de predicción de producción de plantas solares térmicas para su uso integrado en un sistema de control de redes de distrito (GIRTER). Inicialmente se describe brevemente la estrategia global con el fin de poder integrar el aporte de la producción solar, como un elemento que resta carga al sistema. A partir de la estimación de un horizonte de predicción dependiente de las inercias de la red de distrito, se obtiene una predicción horaria de temperatura y radiación horizontal de una base de datos externa que son empleadas para determinar la demanda asociada a los edificios de la red de distrito así como a la producción de la instalación solar. A continuación se describe el algoritmo desarrollado basado en la ecuación de Bliss indicando el procedimiento de cálculo de los diferentes términos. Finalmente se muestra su validación comparando los resultados que da GIRTER con los de una simulación realizada en TRNSYS®. El proyecto GIRTER ha sido realizado dentro de la convocatoria RETOS 2016.ABSTRACT: The present work describes an algorithm for calculating the prediction of the production of solar thermal plants for its integrated use in a district network control system (GIRTER). Initially, the global strategy is briefly described in order to be able to integrate the contribution of solar production, as an element that reduces the burden on the system. From the estimation of a prediction horizon dependent on the inertias of the district network, an hourly prediction of temperature and horizontal radiation is obtained from an external database that are used to determine the demand associated with the buildings of the network of district, as well as the production of the solar installation. The following describes the algorithm developed based on the Bliss equation, indicating the procedure for calculating the different terms. Finally, its validation is shown by comparing the results that GIRTER gives with those of a simulation carried out in TRNSYS®. The GIRTER project has been carried out within the RETOS 2016 call.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Analysis of a DOAS operation in different Spanish climates using an experimentally validated TRNSYS model

Current ventilation airflow rates imposed by building regulations eventually force HVAC systems to remove high latent loads. Dedicated outdoor air systems (DOASs) equipped with a desiccant wheel, are an alternative to conventional refrigeration equipment for humidity control in buildings. This paper studies the operation of a DOAS intended to remove the ventilation air and space latent load in different Spanish climates during the summer season. The model developed in TRNSYS was validated with experimental data using the root mean standard error (RMSE). Maximum RMSE of 0.94 °C and 0.472 g/kg were obtained for the temperatures and humidity ratios of the process and regeneration airflows. The RMSE for the compressor power input was of 52.2 W. The results obtained with the developed model showed that the DOAS exhibited better performance in humid climates with moderate temperatures (Bilbao and Barcelona). It was also found that its application in dry climates (Madrid) was not appropriate, and that a high outdoor temperature lowered the DOAS efficiency when comparing cities with similar latent loads (Bilbao and Sevilla) or when comparing residential and commercial schedules

Energy simulation for predictive building control

A new building control methodology is being developed under the frame of BaaS project that allows reaching better energy and comfort performances of the managed buildings. Four buildings sited in different locations and with completely different controls and topologies are used as objects of study to evaluate the improvements reached

Modelo reducido de predicción de demanda de edificios residenciales en base a parámetros meteorológicos

CIES2020 - XVII Congresso Ibérico e XIII Congresso Ibero-americano de Energia SolarRESUMEN: En el proyecto Girter se desarrolló una herramienta inteligente de control de redes de distrito de calor y frío que gestione de forma conjunta generación y demanda. En este trabajo se busca anticipar la evolución de la demanda, lo que permitirá optimizar la producción, maximizando el aporte de energía renovable. Para ello se obtendrá una ecuación de orden reducido que caracterice el comportamiento energético del edificio en base a sus variables constructivas. Esta formulación matemática permite predecir, de forma estimada, la climatización de un edificio dentro de un horizonte de predicción climático disponible. Analizando los valores de energía obtenidos de una batería de simulaciones dinámicas, se escoge un modelo de calidad probada y se obtienen los parámetros correspondientes a 6 tipos de edificios. Estos permiten definir la predicción de demanda de un distrito completo.ABSTRACT: In Girter project we developed an intelligent tool to control district heating and cooling networks, managing jointly generation and demand. The aim of this work is to anticipate the evolution of demand, which will optimize production and maximize the contribution of renewable energy. To this end, we will obtain a reduced order equation characterizing the energy behavior of the building based on its construction variables. This mathematical formulation allows to predict an estimation of the HVAC energy of a building within an available climate prediction time horizon. After analyzing the energy values obtained from a battery of dynamic simulations, we chose model of proven quality, and the associated parameters corresponding to 6 types of building are obtained. These allow a whole district demand prediction to be defined.info:eu-repo/semantics/publishedVersio