Diseño de instalación solar térmica para producción de ACS en edificio de vivienda y análisis comparativo con instalaciones tradicionales en Ecuador

Abstract

El presente trabajo expone en la primera parte del mismo una investigación teórico-técnica relacionada con los conceptos de eficiencia energética en la edificación y las posibilidades de aprovechamiento de las energías renovables en la misma. Posteriormente, se enfoca en lo referente al aprovechamiento de la energía solar y específicamente en las instalaciones solares térmicas para la producción de Agua Caliente Sanitaria (ACS). A continuación como parte de la investigación práctica se realiza el dimensionamiento de las necesidades energéticas y principales componentes de una instalación solar térmica para la obtención de ACS en un edificio plurifamiliar a construirse en la ciudad de Quito – Ecuador, basado en el uso del método de curvas f o f-Chart. Finalmente como última parte del trabajo se expone un análisis que busca comparar en cuanto a aspectos económicos, técnico-constructivos, sociales y medioambientales, la propuesta de implantación de la instalación solar térmica en contra posición de aquellas tradicionales y aún vigentes en Ecuador. De este proceso investigativo se desprende que las condiciones geográficas y los niveles altos de radiación propios de la ciudad de Quito y de Ecuador en general, favorecen considerablemente a la implantación de instalaciones solares térmicas. Pero por otro lado un análisis económico realizado con la ayuda de los índices VAN, TIR y Pay-Back, muestran que basados en las condiciones político-económicas actuales del medio ecuatoriano, la implantación de las mismas no será rentable. Sin embargo factores medioambientales muestran resultados alentadores como por ejemplo el hecho de que en el caso ecuatoriano las emisiones de CO evitadas con el uso de estas nuevas instalaciones en reemplazo de los sistemas eléctricos y de GLP tradicionales, equivalentes a 39,50 tCO /año y 43,60 tCO /año respectivamente, representarían el 18,90 y 20,86 % de las emisiones atribuidas anualmente a cada uno de los 95 habitantes de la edificación en estudio.

English: This work presents in a first part a theoretical and technical research related to the concepts of energy efficiency in buildings and possibilities for use of renewable energies in it. Afterwards, the concept of use of the solar energy and specifically the Solar Hot Water Systems (DSHWS) are presented. Then as part of the practical research by using the f-Chart method, this work show a sizing of energetic needs and a description of the major components of a solar hot water system in a multi-family residential building to be built in Quito-Ecuador. Finally, in the last part of the work a comparative study in economic, environmental, technical and social terms between the proposed solar hot water system and those traditional and still valid water heating systems in Ecuador is presented. The results showed that the geographical conditions and the high levels of radiation in Quito, greatly favor the introduction of solar hot water systems. But on the other hand an economic analysis based on the study of NPV, IRR and Pay-Back indices show that in the current economic and political conditions of Ecuador, the implementation thereof will not be profitable. However environmental factors show encouraging results such as the fact that in the case of Ecuador the avoided CO2 emissions with the use of these new systems, replacing the electricity and natural gas systems, equivalents to 39,50 tCO2/year and 43,60 tCO2/year respectively would represent a 18,90% and 20,86% of the emissions attributed annually to each of the 95 users of the building under study.