Cómo convertir paredes en calefactores solares
Arquitectura Bioclimatica: captación solar térmica.
Llamada así por haber sido diseñada por primera vez por el ingeniero fránces Félix Trombe en unas pequeñas construcciones solares en Odelló, junto a los Pirineos.
Consiste en una pared bien orientada al sur, delante de la cual se pone un cristal que delimita una cámara de aire. La pared, que se pinta de un color oscuro, absorbe la radiación solar que atraviesa el cristal y se transforma en calor incapaz de atravesar el cristal.
El aire solar es el flujo que transporta el calor. Se calienta al estar en contacto con la pared, y circula a través de unas aberturas situadas en la parte superior e inferior del muro trombe.
Fenómeno de la termocirculación.
El aire caliente entra por arriba, mientras que por la abertura inferior sale el aire de la casa hacia el interior del Muro Trombe.
Esta circulación de aire no impide que la pared continúe calentándose y acumulando calor, por conducción, este calor acabará atravesando el grosor de la pared y cediéndose al interior de la casa. Sistema de calefacción solar pasiva
Los Principios de diseño.
Inclinación :
Generalmente los sistemas de se instalan con una pendiente adecuada a la altura del sol del período del año en que más necesidad se tiene de esta aportación solar. Osea en invierno.
La altura solar oscila entre 38º para octubre hasta 46º en marzo y con un mínimo de 24º en diciembre, para una latitud de 41-42º norte. A fin de que reciba perpendicular los rayos solares más bajos del año.
El ángulo de 90º en esta pared no es optimo desde el punto de vista térmico, pero compensado por la sencillez y la economía que representa aprovechar una estructura existente como captador solar.
Por otra parte, la altura solar en verano es tan alta en la altitud de 41-42º que una buena parte de la radiación es reflejada por el cristal a 90º o ni si quiera consigue llegar a él si se instala una pequeña visera, con lo que queda resuelto automáticamente un posible sobrecalentamiento de la casa.
Inercia Térmica
Cuanto mayor sea la capacidad almacenadora de calor de la pared (mayor densidad y mayor calor especifico del material o mayor grosor) más tardará éste en atravesar la pared y su cesión hacia los espacios contiguos será más continuada, con menores oscilaciones. Pero si hay un exceso de capacidad de almacenamiento reduce el aporte de calor ya que se alarga el tiempo de atravesarla.
Por eso recomienda en general un grosor de 30 a 45cm en paredes de hormigón o de piedra e incluso adobe.
Las paredes de ladrillos macizos o de bloques de hormigón rellenos con algún material denso también cumple con esta finalidad. Ladrillo hueco NO SIRVE.
Acabado
La pared, sin ningún acabado especial o con un ligero rebozado, se pinta finalmente de un color oscuro. La pintura debe ser de cierta calidad: con una buena resistencia a temperaturas relativamente altas hasta 120ºC y no debe emitir vapores nocivos. Por ejemplo puede servir la pintura acrílica de fachadas. Igual el sellado de las jntas debe ser termoestable dentro de 70ºC lo máximo
Superficie Transparente
La separación entre ella y la pared suele ser de 10 cm. A través de ella penetra la radiación solar, pero también es por donde se da la mayor pérdida térmica.
Si bien la radiación infrarroja no puede atravesar el cristal, las corrientes de convección del aire en el interior de la cámara de aire y la propia radiación lo calienta; a veces es preferible emplear doble cristal o bien algún material plástico sustitutivo, transparente o traslúcido y con cámara de aire
Entre los más idóneos son los policarbonatos y metacrilatos, por su buen coeficiente de transmisión de luz, baja conductividad térmica y considerable durabilidad. Debe dejarse un margen entre el cristal o el material plástico transparente y el marco, a fin de evitar que se rompa o se abombe por la dilatación. Este margen debe ser mayor para los plasticos.
Aberturas de Termocirculación :
es la comunicación térmica rápida con el interior del edificio.
Las aberturas tiene que distribuirse en la pared superior e inferior de la pared Trombe de la forma que no se formen bolsas de aire con pocas circulación. En general se recomienda que la superficie destinada a las aberturas se encuentren entre 2 y el 4% de la superficie total de la pared.
Por la noche el aire entre el acristalamiento y la pared se enfría, mientras que el aire del interior de la casa está más caliente, por lo que el aire frío tendería a entrar por las aberturas inferiores y el aire caliente a salir de la casa por las superiores si no se cerrasen.
Aberturas exteriores :
En algunas variantes se emplea un sistema de aberturas exteriores que tienen como misión evacuar el aire caliente y forzar la salida de aire del interior de la vivienda. En los periodos calurosos el aire de la casa se toma de las ventanas abiertas por la fachada norte ( más fresco), circula por la casa y entra por la abertura inferior del muro.
Este aire, al pasar entre la pared y el cristal se calienta, aumenta su fuerza ascensional y sale finalmente por la abertura superior, hacia el exterior. Esta fuerza de succión cuando recibe la radiación solar permite aumentar la corriente de aire en el interior de la casa, por lo que se reduce la acumlación de aire caliente y aumenta la sensación de frescor
Las aberturas exteriores deben poseer un buen sistema de cierre y de protección de la lluvia.
Mediante una instalación sencilla, sin modificaciones importantes en la estructura del edificio, se puede aprovechar una pared existente como captador y acumulador de calor.
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