Estudio comparativo de una instalación de aire acondicionado con sistema de volumen de refrigerante variable (V,R,V) respecto al sistema de expansión directa convencional

Abstract

El Proyecto Final de Carrera (PFC) se centrará en el estudio económico-energético de dos sistemas de climatización: el sistema de Volumen de Refrigerante Variable (V.R.V.) y el sistema de Expansión Directa convencional aplicados a un edificio de oficinas para compararlos desde el punto de vista energético y económico. Ello permitirá cuantificar las ventajas que presenta el sistema VRV en cuanto a menor consumo energético anual y menor impacto ambiental respecto al sistema convencional, lo que se traduce en una disminución de gastos económicos anuales de funcionamiento. Como desventaja del sistema V.R.V. podemos citar su elevado costo de inversión inicial. El edificio de oficinas al cuál se aplica el PFC está situado hipotéticamente en el Prat del Llobregat (Barcelona) sobre un terreno construido de 1.600 m2, pudiendo acceder a él por tres entradas. Consta de planta baja y seis plantas (de la 1ª a la 6ª). Los sistemas V.R.V. son totalmente escalables, adaptándose siempre a la demanda de los equipos interiores y variando el caudal del compresor analógicamente según la carga energética necesaria, cosa que en los sistemas de expansión directa convencional no pasa, éstos arrancan y paran varias veces consumiendo grandes cantidades de energía al arrancar. Para poder realizar esta comparativa primero tenemos que hacer un cálculo de cargas térmicas del edificio en verano, teniendo en cuenta el aire exterior de aportación, las paredes, techos, tabiques interiores, cristales, personas, actividad de las personas y equipos que puedan generar calor. Una vez tenemos los resultados se seleccionan los equipos interiores, exteriores y los recuperadores entálpicos. Los recuperadores entálpicos sirven para intercambiar la energía del aire de extracción con el aire externo de aportación, de esta manera los equipos de aire acondicionado calculados nos saldrán más pequeños y nuestra instalación será más eficiente económico-ambientalmente. Una vez seleccionados todos los equipos se calcularan las líneas frigoríficas y sus espesores de aislamiento térmico de espuma elastomérica y los conductos de distribución aire necesarios para posteriormente hacer una valoración económica de las instalaciones del sistema V.R.V. y del sistema de Expansión Directa convencional.Una vez calculado el coste económico inicial, calcularemos la energía consumida anualmente de los dos sistemas y por último el coste anual de funcionamiento de las instalaciones en base a la energía eléctrica consumida, con lo que llegaremos a las siguientes conclusiones: Conclusión energética: El sistema V.R.V. es un sistema de climatización un 12 % más eficiente (en cuanto a que consume menor energía eléctrica) que el sistema de Expansión Directa convencional. Conclusión económica: El sistema de Expansión Directa tiene un coste inicial de 683696,8 €, de un 22 % más barato que el Sistema V.R.V. que tiene un coste inicial de 833740,1 €. Haciendo un estudio económico para ambos sistemas en cuanto a la inversión inicial y a los costes de funcionamiento a lo largo de los años (costes de la energía eléctrica que consumen los equipos aplicando un IPC medio anual del 3 % en cuanto al incremento del coste de la energía eléctrica), se llega a la conclusión que el sistema V.R.V. respecto al sistema de Expansión Directa convencional se amortizará en 14 años. Conclusión medioambiental: El Sistema V.R.V. tiene un menor impacto ambiental ya que consume un 12% menos de energía eléctrica que el sistema de Expansión Directa. Ello contribuye a que se dejen de emitir 16,373 Tm CO2/año a la atmósfera Conclusión general: El Sistema V.R.V., a pesar de ser un sistema que nos empezará a dar buenos resultados económicos globales a largo plazo (se amortizará en 14 años en nuestro caso), es un sistema que sin duda recomendaría ya que también tiene el sistema de control centralizado para un mayor control económico-energético.