Tema 4 – Sistemas Pasivos de Calefacción

Tema 4 – Sistemas Pasivos de Calefacción
MSc Ing. Timo Márquez
Mayo 17, 2011
Escuela de Arquitectura
Diseño Solar Pasivo (Calefacción)
Objetivos:
• Ganar la máxima cantidad de
radiación solar, por lo que los
elementos de captación solar será
decisiva.
•
Perder la mínima energía posible,
para lo cual el aislamiento y la
hermeticidad del edificio serán
fundamentales.
Periodos fríos:
• Captar
• Almacenar
• Distribuir
• Conservar
(vidrios, aislación y masa térmica)
Ganancia Directa: Huecos Acristalados:
• Se basa en Efecto Invernadero
• Elementos que captan radiación
• Protecciones Solares para periodos de
sobrecalentamiento
• Uso de aislamiento para evitar perdidas.
La ganancia solar transmitida depende de:
• Relación Vetana-Pared
• Características de ventana
• Hermeticidad de edificio (evitar infiltraciones y
condensación)
• Elementos de sombreamiento
Ganancia Semidirecta:
• Amortigua las variaciones de temperatura y aísla del exterior.
• Muro con masa térmica, incluye efecto invernadero.
• Se debe tener en cuenta la ventilación para periodos de
sobrecalentamiento.
• Se puede mejorar función con superficies con coeficiencia de
absorción alto y mecanismos concentradores de calor.
•
Efecto Invernadero
Flujo de aire por cambio de densidad
Ganancia Indirecta:
• Los componentes se comportan como sistemas colectores
de calor (captar, acumular y transferir).
• Inercia: Depende de la masa y calor especifico.
• Aislamiento: Depende de conductividad y espesor.
• Se puede mejorar función con superficies con coeficiencia
de absorción alto y mecanismos concentradores de calor.
Muro Trombe:
• Radiación,
• Inercia,
• Ventilación
Fuente: http://www.iklimnet.com/save/passive_solar_heating.html
Fuente: http://www.archdaily.com/50725/snow-house-emilio-marinnicolas-dorval-bory-juan-carlos-lopez/
Caso: Zion National Park (Utah), NREL
Wind Site (Colorado)
Estudio: NREL/CP-550-36277
El muro trombe contribuyo en un 20% del
consumo de energía anual para
calefacción.
Masa Térmica:
La habilidad de un cuerpo para
almacenar calor (capacitancia
térmica o capacidad calorífica)
Materiales usualmente utilizados
para masa térmica:
• Agua
• Bloques adobe
• Cubierta vegetal
• Piedras
• Concreto
¿Qué pasa con el aire?
Fuente: http://www.buildgreen.ca
El uso energético en edificaciones se puede reducir al implementar estrategias
directas, indirectas y mixtas de ganancia solar.
Fuente: http://www.egshpa.com/featured/bishops-palace-wells/
Fuente: Zeppelubil / Th. Haft / Torgau
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SchlossNeuschwanstein2011.JPG
Fuente: http://marcelgomessweden.wordpress.com/2011/03/27/viking-age-farm-and-village/
Fuente: https://www.thenaturalhome.com/heatstorage.htm
Fuente: http://www.solardecathlon.gov/past/2009/gallery_homes.html#Arizona
Roof Ponds:
La masa de agua capta, almacena y
distribuye el calor recibido para mantener
rangos de temperatura de confort.
Usualmente tiene profundidades de 100 a
250 mm.
Un problema es la evaporación del agua.
Invierno
Verano
Fuente: http://www.thecistern.com/the-cistern/2010/8/9/cooling-residential-with-rainwater.html
Fuente: http://www.solarmirror.com/fom/fom-serve/cache/30.html
Un termosifón es un aparato cuyo
funcionamiento se explica con las
corrientes de convección naturales
de los fluidos, en los que las partes
calientes de los mismos tienden a
ascender.
Fuente: http://solarheatcool.sustainablesources.com/
El efecto se produce por la variación
de densidad que sufre el agua con
el aumento de la temperatura.
Fuente: http://www.consumerenergycenter.org/home/construction/solardesign/indirect.html
Fuente: http://www.hydro.mb.ca/your_business/farm/solar_energy_greenhouses.pdf
Lugar: Leh, Tibet
Fuente: http://mnre.gov.in/solar-energy/ch7.pdf