Cynth ia Den isse Lore to Muñoz

Exped ien te : 210209664

Operaciones Unitarias II“Una Casa Rodante que Utiliza un Estanque

de Agua en Climas Áridos”

Hermosillo, Sonora 27 de Febrero del 2014

“A Superinsulated Mobile Home that Utilizes a Roof Pond in Hot, Arid Climates"

Proceedings of the American Solar Energy Conference

Autores:Soner Keskinel, Graduate Student

Marc Schiler, Assoc. Prof.

Pierre Koeing, Assoc. Prof.

Escuela de Arquitectura,

Universidad del Sur de California

Minneapolis, MN, 1995

Índice

o Introduccióno Desarrollo Conceptual o Diseño del Sistemao Análisis de Rendimiento Térmicoo Conclusiones y Recomendaciones

INTRODUCCIÓN

CONCEPTOS BÁSICOS

PROBLEMAS POTENCIALES

Introducción

Introducción

o Explorar los beneficios potenciales y los problemas que pueden surgir de la aplicación de aislamiento en climas áridos.

o Se eligen casas prefabricadas por su baja eficiencia térmica y el bajo poder adquisitivo de sus ocupantes.

o Integración de este sistema cumplimento con requisitos de transportación y manufactura.

Conceptos Básicos

oAislamiento: aumento en el grosor del techo y las paredes.

oEnfriamiento Convectivo: generar un sumidero de calor, enfriando una masa disminuyendo su temperatura, usando una masa térmica para almacenar calor.

Problemas Potenciales

o Entre más resistente sea a condiciones externas se acumula calor proveniente de humanos, luces y equipo aumentando la carga interna.

o Solución: ventilación nocturna y la adición de una masa térmica.

AISLAMIENTO EN HOGARES PREFABRICADAS

ESTANQUES COMO ALMACÉN TÉRMICO

SKYTHERM

Desarrollo Conceptual

Aislamiento en Hogares Prefabricados

Limitación de Espacio

• Requiere del uso de materiales con un valor alto de R por pulgada de material

Materiales Adhesivos• Contaminantes interiores,

es necesario un volumen mayor de ventilación

Masa Térmica• Limitaciones en el peso y

transportación.

Estanques como Almacén Térmico

o Un estanque térmico es una cubierta que sostiene bolsas de agua y paneles desplazables de aislantes.

o Busca mantener temperaturas constantes en interiores.

o Basado en el enfriamiento convectivo.

SKYTHERM

CASO A: CASA RODANTE ESTÁNDAR

CASO B: S ISTEMA AISLADO

ESTANQUE DE TECHO

Diseño del Sistema

Caso A: Casa Rodante Estándar

Fig.. 2. Plano Caso Base

Características Básicas

Ancho 12 ft

Largo 54 ft

Área de Pared 990 ft²

Área de Ventanas

81 ft²

Caso B: Sistema Aislado

Pared:− Barrera de aire/vapor− 1.5 in de recubrimiento

exterior− R-25

Piso:− 2 in de insolación − Soportes de Asfalto− R-25

Fig.. 3. Sección Transversal de la Casa Rodante Aislada

Estanque de Techo

o Sistema de aislamiento plegable

o Soportes sujetados al techo y pared para soportar rieles

o Bolsas de Aguao Peso Limite es 30 lb/ft²

Fig. 6. Sección Transversal de los Paneles en los Rieles

METODOLOGÍA

ANÁLISIS DE RESULTADOS: CALEFACCIÓN

ANÁLISIS DE RESULTADOS: REFRIGERACIÓN

DIMENSIONES DEL ESTANQUE

Análisis de Rendimiento Térmico

Metodología

Utiliza DOE2.ECálculo de las cargas para acondicionamiento

asumiendo una temperatura fija de aire en el interior de la vivienda.

Análisis en cuatro Climas: Costa, Interior, Valle Central y Desierto

Caso A Caso B Ventilación Nocturna

Calefacción

Los Angeles tiene ahorros del 19.3 MMBTU ($168.3 anuales)

Fresno 29.1 MMBTU ($218.2 anuales)

Cargas Pico tienen ahorros del 12 al 16.7 KBTU/h, el sistema no operara demasiado.

Fig.. 7. Cargas de Calefacción AnualesFig.. 8. Cargas Pico de Calefacción

Refrigeración

Reducciones de carga desde 20.9 ($275 electricidad) hasta 31.5 MMBTU ($415)

Las cargas pico se encuentran por debajo de 12 KBTU/h.

Para climas desérticos se redujo el 40%

Fig.. 9. Cargas de Refrigeración AnualesFig.. 10. Cargas Pico de Refrigeración

Dimensiones del Estanque

CiudadProfundidad con

VentiladorProfundidad sin

Ventilador

Los Angeles 2.25” 3.57”

Riverside 2.30” 3.71”

Fresno 4.86” 9.80”

China Lake 5.94” 11.40”

TABLE 1. Pond Depths for Various Climates

TABLA 1. Profundidades del Estanque para Climas Diversos

Conclusiones y Recomendaciones

Se puede aplicar el sistema de aislamiento en climas áridos en casas prefabricadas para generar ahorros significantes de energía.

Es necesario realizar el estudio con la construcción de un prototipo para tener una mejor evaluación en el ahorro de energía y en el costo del sistema.

Gracias Por Su Atención!