Artículo Congreso / Congress Paper
Recibido: 10-12-2019, Aprobado tras revisión: 20-01-2020
Forma sugerida de citación: Giraldo, J..; Arango, J. (2020). “Proceso de optimización en el diseño de sistema de calefacción solar
pasivo”. Revista Técnica “energía”. No. 16, Issue II, Pp. 100-110
ISSN On-line: 2602-8492 - ISSN Impreso: 1390-5074
© 2020 Operador Nacional de Electricidad, CENACE
Optimization process in the design of passive solar heating system
Proceso de optimización en el diseño de sistema de calefacción solar pasivo
J.D. Giraldo
1
J.P. Arango
2
1
Universidad La Gran Colombia, Bogotá, Colombia
E-mail: judgiraldoga@gmail.com
2
Universidad Nacional de Colombia Medellín, Colombia
E-mail: juparangopl@unal.edu.co
Abstract
The present investigation will determine the optimal
design solution of a passive solar collection system
that adheres to existing constructions, in order to
improve the conditions of indoor hygrothermal
comfort, through a parametric work methodology,
with case studies in the climate of the
Cundiboyacense highlands in Bogota Colombia.
To find the optimal solution for the study area,
dynamic thermal simulations using EnergyPlus were
integrated with an automated black-box
optimization analysis process using the RBFOpt
algorithm, which uses advanced machine learning
techniques to find optimal solutions with a small
number of function evaluations.
The first conclusions of the investigation show the
most important variables for the optimal design of
the solar collection systems are mainly the width and
height of the solar collection system, but not so much
its depth, for which the Trombe wall is ideal for the
case study climate. In addition, it is possible to
improve the conditions of comfort inside the spaces
for night use regardless of their orientation, a
favorable factor for the purposes of the
investigation, which consider homes and
constructions in the work area that have all kinds of
orientations.
Resumen
La presente investigación plantea definir la solución
óptima de un sistema de captación solar pasiva
adherible a las construcciones existentes, con el fin
de mejorar las condiciones de confort higrotérmico
interior, mediante una metodología de trabajo
paramétrico, con estudios de caso en el clima del
altiplano cundiboyacense en Bogotá, Colombia.
Para encontrar la solución óptima para el área de
estudio, se integraron simulaciones térmicas
dinámicas empleando EnergyPlus, con un proceso
automatizado de análisis de optimización con
metamodelos usando el algoritmo RBFOpt, el cual
utiliza técnicas avanzadas de aprendizaje automático
“Machine Learning” para encontrar buenas
soluciones con un pequeño número de evaluaciones
de funciones.
Las primeras conclusiones de la investigación
evidencia las variables más importantes para el buen
diseño de los sistemas de captación solar, son
principalmente el ancho y alto del sistema de
captación solar, pero no tanto su profundidad, por lo
cual el Muro Trombe es ideal para el clima
trabajado. Además, es posible garantizar
condiciones de confort al interior de los espacios de
uso nocturno sin importar su orientación, un factor
favorable para los efectos de la investigación,
considerando que las viviendas ya construidas en la
zona de trabajo tienen todo tipo de orientaciones.
Index terms Adaptative Thermal Comfort, Passive
Solar Heating, Black-box Optimization, Parametric
Energy Simulation.
Palabras clave Confort Térmico Adaptativo,
Calefacción Solar Pasiva, Optimización De Caja
Negra, Simulación Térmica Paramétrica.
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