Modelización cfd para el cálculo de los coeficientes de película convectivos en el interior de espacios. Desarrollo de modelos orientados a la integración en programas de simulación térmica de edificios

  1. Rincón Casado, Alejandro
Dirigida por:
  1. Francisco José Sánchez de la Flor Director

Universidad de defensa: Universidad de Cádiz

Fecha de defensa: 14 de julio de 2014

Tribunal:
  1. Tomás Chacón Rebollo Presidente/a
  2. Ismael Rodríguez Maestre Secretario
  3. Servando Alvarez Domínguez Vocal
Departamento:
  1. Máquinas y Motores Térmicos

Tipo: Tesis

Teseo: 367218 DIALNET

Resumen

En la actualidad existe gran preocupación por el cambio climático y el consumo desorbitado de combustibles fósiles, por ello, los gobiernos de los distintos países están obligando a reducir el consumo en los edificios, que suponen un 40% del consumo global. Para alcanzar los objetivos marcados por la administración es fundamental la estimación precisa de los consumos energéticos en el edificio, tanto de los elementos activos como pasivos. Una de las dificultades encontradas en la estimación de demandas es la modelización del movimiento de aire dentro del edificio, que influye decisivamente en la estimación de la transferencia de calor en los cerramientos, a través del coeficiente de película convectivo interior. Los programas actuales de simulación térmica de edificios no incorporan herramientas para resolver el movimiento del aire, y por ello, en la mayoría de los casos, consideran constante el coeficiente de película convectivo interior, o como mucho lo hacen variar en función de variables empíricas. Este hecho supone un error de subestimación o sobrestimación en el cálculo de las demandas de acondicionamiento, influyendo decisivamente en el diseño de la envolvente de los edificios y en sus sistemas. El objetivo de la presente tesis es calcular de manera precisa los coeficientes de película convectivos de modelos 3D en convección forzada, natural o mixta. Para ello se emplean dos metodologías: la primera metodología permite simplificar los modelos 3D en modelos 2D equivalentes; y la segunda metodología permite calcular de manera precisa los coeficientes de película utilizando técnicas CFD. Ambas metodologías permiten desarrollar una serie de correlaciones que estimen los coeficientes de película de modelos 3D a partir de los parámetros geométricos del recinto, la velocidad de entrada, y de las temperaturas de aire y superficiales, además de poder implementarse fácilmente en programas de simulación térmica, a través de capacidades adicionales, o en el modelo térmico global.