Sistema de calefacción por calentamiento directo solar sin consumo

 Sistema de calefacción por calentamiento directo solar sin consumo energético. Información básica 1 2 Contenido ¿Qué es "INERCOL"?.................................................................................................................................. 4 ¿Cómo funciona? ...................................................................................................................................... 4 Antecedentes y estado de la técnica......................................................................................................... 4 Estimación de ahorro del sistema. ............................................................................................................ 7 ¿Cómo se seleccionan los modos de funcionamiento?............................................................................ 8 Labores de mantenimiento. .................................................................................................................... 11 Obra necesaria para su instalación. ........................................................................................................ 11 Fichas técnicas......................................................................................................................................... 14 3 ¿Qué es "INERCOL"? En estas líneas queremos presentar un revolucionario concepto de calefacción solar de fácil instalación y alta rentabilidad, que supera prestacionalmente los rendimientos y ahorros de los paneles fotovoltaicos y solares térmicos actualmente en comercialización "INERCOL" (Colector Solar Inercial) es un sistema de calefacción que aprovecha la radiación solar para calentar aire de manera directa. Con respecto a un sistema de calefacción por captadores solares térmicos, este sistema evita consumos energéticos por bombeo de fluidos o pérdidas térmicas por almacenamiento y ahorra también tanto en componentes al no requerirse intercambiadores o acumuladores, como en mantenimiento. "INERCOL" calienta el aire directamente, sin intermediar un sistema primario y de intercambio por medio de fluidos, por lo que aumenta la efectividad. Frente a otros sistemas de calefacción por calentamiento de aire, el INERCOL incorpora, como novedad, unos elementos contenedores de inercia térmica, por lo que tiene la capacidad de almacenar la energía térmica del Sol para aprovecharla cuando se requiera en el interior. Esta peculiaridad aumenta la funcionalidad del sistema, que sigue calentando aire aunque el Sol se tape temporalmente por una nube, se oculte por el barrido de una sombra en el sistema o algún tiempo después de que se ponga en el ocaso. ¿Cómo funciona? El sistema toma aire del espacio a calentar, incrementa su temperatura por incidencia solar y lo devuelve al ambiente interior, creando un bucle que calienta el recinto a demanda de los usuarios. El rango de temperaturas del ventilador es el siguiente (siempre que se demande su funcionamiento desde el termostato interior): • Activación del sistema: por encima de + 50ºC • Desactivación del sistema: por debajo de + 35 ºC Es decir, el sistema irá incrementando su temperatura con la radiación solar. Una vez supere los 50ºC, se activará si la demanda interna lo solicita (mediante el termostato ambiente). Cuando el sistema baje de 35 ºC, se detendrá en cualquier caso. Antecedentes y estado de la técnica. La primera patente de un sistema con este objeto data de principios del siglo pasado (USA -­‐ 1.923). 4 Tanto en el INERCOL como en esta patente, las posibilidades de toma y expulsión a recintos interiores o el exterior, puede generar tres formas de funcionamiento: • Toma de aire exterior, calentamiento e impulsión dentro (aporte de aire limpio atemperado/calefactado). • Recirculación de aire y calentamiento progresivo (calefacción). • Toma de aire interior y expulsión al exterior (renovaciones). • Toma de aire exterior y expulsión al exterior (fachada ventilada). En la actualidad, existen multitud de empresas con sistemas en comercialización, sobre todo, en Canadá, Estados Unidos y Norte de Europa. Estos sistemas en comercialización, al carecer de contenedores de inercia, son sistemas de funcionalidad limitada, ya que se enfrían rápidamente en caso de no incidencia solar, por lo que su capacidad funcional es limitada. Además, en muchos casos, al carecer de sistemas de estanqueidad de aire, provocan enfriamiento interior cuando el sol no incide, por lo que las pérdidas térmicas equilibran las ganancias, generando dudas de su rentabilidad. En Laener hemos mejorado este concepto, solucionando los problemas funcionales que poseen los sistemas con el mismo objeto que el nuestro y con mercado mundial creciente. El secreto de la capacidad de almacenamiento y calentar aire, aún cuando el Sol ya no calienta el sistema, está en el material contenido en el interior, que almacena la energía solar para seguir aportando el calor almacenado cuando la radiación solar baja. La estabilidad del material ante los ciclos de cambio de fase y el ajuste de esta temperatura del cambio de fase para la actividad humana aumenta la funcionalidad del sistema manteniendo sus cualidades con el tiempo: Hemos convertido, el concepto, en un sistema ideal en instalaciones de actividad diaria (Industria, oficinas, comercio..) o en segundas residencias, ya que aporta calor sin consumo energético, por lo que amplía la capacidad de uso de las viviendas en clima de sierra o montaña, o mantiene ambientes 5 interiores secos y de aire renovado en climas de costa.
6 Estimación de ahorro del sistema. De acuerdo con la radiación Solar disponible en España, el aporte medio en la península en un día se puede estimar de manera prudente de en torno a 4,6 kWh/m², o en cálculos medios anuales de unos 1.500 kWh de energía por m² de media (Fuente IDAE). Con esta energía disponible, el ahorro medio estimado por metro cuadrado de sistema es de en torno a los 250 €/año, variando en función del combustible al que sustituya esta generación energética (hasta 400 € en caso de que el recinto se calefacte habitualmente con consumo eléctrico). El material de almacenamiento térmico tiene un envejecimiento despreciable con los ciclos, por lo que el mantenimiento es mínimo y se dispone de un tiempo de vida ilimitado en condiciones normales de uso. El material de acabado es policarbonato antireflectante, por lo que garantiza durabilidad, seguridad y es prácticamente irrompible ante las acciones climatológicas pésimas previstas. 7 El sistema se instala, idealmente, en fachadas con orientación Sur, admitiendo otras orientaciones o instalación sobre soportes en cubiertas planas o inclinadas. ¿Cómo se seleccionan los modos de funcionamiento? El sistema funciona autónomamente, mediante termostato interior y selector de uso. Sistema compacto básico: El termostato activa el ventilador, que fuerza el aire y genera un bucle progresivo que calienta la estancia. Cuando no se requiere su uso, el sistema para el ventilador, aumentando la temperatura interior y aumentando la capacidad de almacenamiento térmico para su uso posterior. El selector de uso mecaniza, de forma selectiva por el usuario, la apertura del aire al exterior, de forma que se puede decidir si recircular el aire o abrir el sistema al exterior, con dos posibilidades combinadas de uso: En invierno: -­‐
Recirculación de aire y calentamiento progresivo. Para este funcionamiento, debe asegurarse de que la válvula de mariposa está cerrada (en posición "I" del Termostato). De este modo, el sistema tomará aire del recinto y se forzará, una vez calentado, a la estancia, provocando un bucle que incrementará la temperatura interior. En verano: -­‐
Expulsión al exterior. Para este funcionamiento, debe asegurarse de que la válvula de mariposa está abierta (en posición "O" del termostato). En esta posición, el sistema funciona como un elemento que renueva el aire, forzando la salida de aire del sistema a la calle y favoreciendo la circulación de aire desde las estancias más frías hacia las más calientes, sometidas a soleamiento y que el sistema está sub-­‐presionando. MODO INVIERNO MODO VERANO 8 La única peculiaridad que se debe recordar en este sistema compacto básico, es que el modo ( verano con apertura exterior abierta o invierno con apertura exterior cerrada) es independiente de la activación del aire forzado, que depende del selector de temperatura del termostato. En un momento determinado se puede decidir activar el aire forzado con la válvula de mariposa exterior abierta ("O"), por lo que el sistema incorporará aire mezclado del interior calentado y el exterior a temperatura de calle. Este modo, permite la ventilación de recintos con aire atemperado por el sistema. En cualquier caso, se recomienda activar el modo verano ("O") cuando no se requiera que el sistema caliente el aire interior, de forma que se evitan sobre-­‐temperaturas dentro del INERCOL, favoreciendo, además, el enfriamiento de los recintos a los que sirve por sub-­‐presión de zonas cálidas en las estancias. Sistema compacto estándar: El termostato activa el ventilador, que fuerza el aire y genera un bucle progresivo que calienta la estancia. Cuando no se requiere su uso, no se fuerza el aire, aumentando la temperatura interior y aumentando la capacidad de almacenamiento térmico para su uso posterior. El selector de uso mecaniza la apertura del aire al exterior, de forma que, manualmente, se puede decidir si recircular el aire, expulsar el aire del sistema al exterior o aportar aire de la calle, con tres posibilidades combinadas de uso: 1: Recirculación de aire y calentamiento progresivo. Calefacción (invierno) Este sistema, ideal para calefactar en invierno, toma aire de la estancia (abajo), lo calienta y lo devuelve a la estancia (arriba). Para activar este formato de uso, basta con mantener cerradas las tomas de aire del exterior. El aire se toma del interior y se produce un calentamiento progresivo a demanda del usuario. Válvula superior: OFF Válvula inferior: OFF Ventilador: ON (termostato) 2: Aporte de aire y calentamiento. Renovaciones (invierno) Este sistema, ideal para renovar el aire interior en invierno, toma aire de la estancia y del exterior, lo calienta y lo devuelve a la estancia. Para activar este formato de uso, basta con mantener cerrada la toma superior de aire del exterior. La circulación del aire favorece el aporte de primario precalentado, por lo que se calefacta a la vez que se aporta aire del exterior, no siendo necesario, para este aporte, la apertura de ventanas. 9 Válvula superior: Válvula inferior: Ventilador: OFF ON ON (termostato) Expulsión al exterior. Ventilación (verano/invierno) Para este funcionamiento, debe asegurarse de que la válvula de mariposa está abierta. En esta posición, el sistema funciona como un elemento que renueva el aire, forzando la salida de aire del sistema a la calle y favoreciendo la circulación de aire desde las estancias más frías hacia las más calientes, sometidas a soleamiento y que el sistema está sub-­‐presionando. Válvula superior: ON Válvula inferior: OFF Ventilador: OFF (termostato) Expulsión al exterior. Fachada ventilada (Verano). Para este funcionamiento, debe asegurarse de que las válvulas de mariposa están abiertas. En esta posición, el sistema funciona como una fachada ventilada, permitiendo la salida de aire caliente a la calle y subpresionando el sistema, que toma aire del exterior. Válvula superior: ON Válvula inferior: ON Ventilador: OFF (termostato) 10 Labores de mantenimiento. El mantenimiento que se requiere es mínimo, pudiendo resultar incluso nulo en determinadas ubicaciones (como en cubierta expuesta a lluvia). Se recomienda realizar una limpieza anual, para mejorar la efectividad de la captación en caso de que la ubicación mantuviera el colector sucio sin que la propia climatología mantuviera la superficie de captación en condiciones suficientemente buenas para garantizar una captación eficaz. La limpieza se podrá realizar con un paño húmedo y limpio, teniendo la precaución de evitar arrastras partículas sólidas sobre la superficie del policarbonato. Obra necesaria para su instalación. En cubierta: Se instala como un panel térmico/fotovoltaico, sobre estructura auxiliar anclada a una cubierta inclinada o con contrapesos e inclinación sobre cubierta plana. Se recomienda la toma-­‐expulsión de aire desde torretas de ventilación, evitando perforar las impermeabilizaciones existentes. El peso del sistema imprime estabilidad, por lo que su instalación es segura, pudiéndose atornillar o ser fijado mecánicamente a la estructura de soporte. Una vez fijado, el sistema presenta dos tomas de aire, una inferior (de admisión desde la vivienda) y otra superior (de impulsión de aire caliente a la vivienda). Se requiere la ejecución de tubos de aire (aislados en el exterior) hasta las rejillas de toma de aire e impulsión a la vivienda y el cableado del sistema para su alimentación eléctrica y sensores de temperaturas de arranque/paro. En fachadas: Se cuelga el sistema de la fachada y se conecta con el interior con dos pasatubos: el inferior para la toma de aire y el superior para la expulsión de aire. Posteriormente, se conecta el sistema eléctrico con el termostato de control. Se requiere un punto de suministro eléctrico para la alimentación del sistema (consumo de ventilador: 14 W): 11 Generalidades: Al final, lo que se percibe del sistema es: -­‐ Una rejilla (o difusor) de toma de aire, en la zona inferior del paramento. -­‐ Una rejilla (o difusor) de impulsión de aire caliente, en la zona superior del paramento. -­‐ Un termostato de control del sistema: activa el INERCOL a demanda de la temperatura interior de este termostato, por lo que se recomienda que se ubique en el mismo recinto en el que el INERCOL impulsa el aire caliente. Además, posee un selector que evacúa el aire caliente a la calle para su funcionamiento en verano. -­‐ Un display con la información de la temperatura que sale por la impulsión: es meramente informativo. Incorpora una sonda que se coloca en el tubo de impulsión de aire y ofrece los rangos de máximo/mínimo, así como una lectura en tiempo real de la temperatura de impulsión. Esta sonda se alimenta con pilas y se coloca al final. -­‐En el sistema completo, además, junto al termostato, se instala un controlador de las aperturas de las válvulas superior e inferior. El sistema incluye: -­‐ Panel "INERCOL", con los contenedores de inercia (para mejor manipulación se suministra sin los conectores para los tubos de toma e impulsión de aire. -­‐ Conectores para los tubos de toma/impulsión de aire. -­‐ Pasatubo para el conexionado, de PVC. -­‐ Sistema de cuelgue en fachada o fijación en cubierta. -­‐ Termostato y cableado para el conexionado. -­‐ Sonda con display indicativo de temperatura de impulsión. El sistema NO incluye: -­‐ Tubos, codos y demás elementos necesarios en caso de que se quisiera conducir el aire de impulsión o retorno a estancias o plantas diferentes de donde se cuelgue o instale el INERCOL. -­‐ cableado de conexionado del sistema hasta el punto de toma de corriente más próximo. -­‐ cableado de conexión del INERCOL con el punto de instalación del termostato en caso de que se quiera instalar en recinto o planta diferente a la de ubicación del INERCOL. Hay que tener en cuenta que, en función de las longitudes o pérdidas de carga del desplazamiento del aire si se requiere su instalación en una zona no aledaña al volumen a calefactar, se puede requerir la instalación de un ventilador de impulsión de aire en el retorno del sistema, cuyo arranque hay que sincronizar con el arranque del ventilador dentro del INERCOL. Ventajas para instaladores: El Inercol compacto se suministra a particulares con un precio de 1.500 € (+IVA). 12 Sobre el precio, el descuento para instaladores es del 20%, a lo que habrá que sumar (a facturarle al cliente) el coste de la obra civil necesaria e instalación y puesta en marcha del sistema, que será variable y determinado por el instalador. Consideraciones del sistema extensivo de fachadas: El sistema de fachadas se fabrica a demanda y bajo pedido, siendo particular para cada implantación. En este caso, se cobrará previamente una cantidad en concepto de desplazamiento, toma de medidas, redacción de proyecto técnico con mediciones de elementos necesarios y cálculos de rentabilidad. Se estima un coste total de 500 €/m² (+IVA) de sistema instalado, incluyendo la repercusión total de costes de suministro de materiales a pie de obra y redacción de documento técnico. En caso de requerirse proyecto visado, se presupuestaría una intervención colegiada, que puede ser variable en función del alcance de la intervención. 13 Fichas técnicas. Sistema compacto (ubicable en fachadas o cubiertas, superpuesto o empotrado). Ficha Técnica INERCOL Compacto DIMENSIONES Tamaño de colector: Superficie de captación: PRESTACIONES Capacidad calorífica media anual (kWh): Volumen de acumuladores de inercia (cm ³): Impulsión de aire tratado: MATERIALES Material Colector Material almacenamiento acumuladores Material cierre INSTALACIÓN Conexionado: Funcionamiento ancho (mm) alto (mm) fondo (mm) 1000 1800 150 940 1730 -­‐ 2176,2 10602,9 90 m³/h Panel Sandwich Poliuretano 30 mm. PE D-­‐32 PN-­‐16 at Doble policarbonato 3-­‐5 mm Rejillas interiores de toma/expulsión de aire Mando de apertura motorizada de rejillas exteriores. Autónomo por termostato ambiente 14 Conexionado Consumo eléctrico en funcionamiento Monofásico 220 V 14 W 15 Sistema de fachada. Para uso extensivo, se ha ideado en un sistema instalable en fachadas, con las siguientes características: Ficha Técnica INERCOL Fachadas (por m²) DIMENSIONES Tamaño de colector: Superficie de captación: PRESTACIONES Capacidad calorífica media anual (kWh): Volumen de acumuladores de inercia (cm ³): Impulsión de aire tratado: MATERIALES Material Colector Subestructura Material almacenamiento acumuladores Material cierre INSTALACIÓN Conexionado: Funcionamiento Conexionado Consumo eléctrico en funcionamiento ancho (mm) alto (mm) fondo (mm) a demanda 130 a demanda 100 1500 8800,407 45 m³/h*m² Panel Sandwich Poliuretano 30 mm. Tubo estructural 100.40.1,5 PE D-­‐32 PN-­‐16 at Doble policarbonato 3-­‐5 mm Rejillas interiores de toma/expulsión de aire Mando de apertura motorizada de rejillas exteriores. Autónomo por termostato ambiente Monofásico 220 V 7 W/m² 16