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 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-marin-

nicolas-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• 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.htmFuente: https://www.thenaturalhome.com/heatstorage.htm

Fuente: http://www.solardecathlon.gov/past/2009/gallery_homes.html#Arizona

Invierno Verano

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.

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 Fuente: http://solarheatcool.sustainablesources.com/funcionamiento se explica con las

corrientes de convección naturales

de los fluidos, en los que las partes

calientes de los mismos tienden a

ascender.

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