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La calefacción solar pasiva es el proceso de aprovechar la energía térmica del sol regulando cuidadosamente la temperatura interna utilizando ciertos sistemas de construcción.
Por lo tanto, el propósito de los sistemas de calefacción solar pasiva es almacenar la energía térmica del sol dentro de los elementos o materiales de construcción durante el día y utilizarla durante la noche.
Se debe mantener una temperatura agradable dentro del espacio habitable mientras se absorbe la energía térmica del sol. Esto significa evitar el sobrecalentamiento de su espacio vital durante el día.
La calefacción solar pasiva proporciona áreas de estar cómodas, reduce el consumo de energía y minimiza el mantenimiento. Es aplicable y adecuado para edificios pequeños, especialmente cuando el diseño de la envolvente del edificio controla la demanda de energía.
Tabla de contenido
¿Qué es un sistema de calefacción solar pasivo?
Un elemento esencial de un sistema de calefacción solar pasivo consiste en tener las muchas ventanas de su casa orientadas en la dirección en la que le da más el sol. Por ejemplo, las ventanas orientadas al sur son mejores en América del Norte. La disponibilidad de masa térmica para absorber, almacenar y distribuir el calor es otro factor clave en los sistemas de calefacción solar pasiva.
Las masas térmicas están hechas de materiales de construcción que pueden retener energía térmica, como hormigón, ladrillo, baldosas de cerámica y piedra. El calor acumulado se dispersa en su espacio vital por radiación, convección o conducción.
La radiación es el movimiento del calor en ondas. La convección es la transferencia de calor a través del aire y puede verse como líneas irregulares en el aire en los días calurosos. La conducción es la transferencia de calor de un depósito a otra masa. Por ejemplo, quemarse al tocar una superficie caliente es transferencia de calor por conducción.
Los sistemas de calefacción solar pasivos son adecuados para edificios de baja altura, cuarteles, vestíbulos, pasillos, salas de descanso y grandes instalaciones de mantenimiento en climas cálidos y fríos. El sistema puede reducir el consumo de energía de calefacción en un 25-75% en comparación con las estructuras convencionales.
Tecnología de calefacción solar pasiva
Hay tres formas de implementar la calefacción solar pasiva:
ganancia directa
En los sistemas de captación directa, el espacio habitable recoge, absorbe y distribuye la energía térmica del sol.
El vidrio orientado al sur lleva la energía solar al espacio habitable, directa e indirectamente a los materiales de masa térmica, como paredes y pisos de mampostería.
La masa térmica captura la radiación solar durante el día y libera energía térmica en el espacio habitable durante la noche. La luz solar directa utiliza alrededor del 60-75 % del calor solar que llega a las ventanas.
ganancia indirecta
En este sistema, la masa térmica se encuentra entre el sol y el espacio habitable. La masa térmica absorbe la energía térmica del sol y la conduce al espacio habitable.
Un sistema de ganancia directa utiliza el 30-45% de la energía térmica del sol que llega a una ventana. Hay tres tecnologías de calefacción pasiva solar de ganancia indirecta disponibles: sistemas de pared de almacenamiento (o paredes Trombe), paredes de agua y estanques en la azotea.
pared trombe
Los sistemas de paredes de almacenamiento térmico absorben y almacenan calor durante el día. El exceso de calor se transfiere al espacio habitable por el aire entre la pared y el vidrio a través del principio del termosifón. Por la noche, las rejillas de ventilación de la pared trombe se cierran para disipar la energía térmica en el espacio interior.
muro de agua
Una pared de agua consiste en un recipiente transparente lleno de agua. Durante el día, el agua absorbe y almacena el calor del sol y por la noche lo dispersa en el espacio habitable.
estanque en la azotea
El sistema de estanque de techo de calefacción pasiva solar pone agua en un piso de plástico y lo pone en el techo. Consulte la Figura 4 y la Figura 5. Este sistema es el único enfoque de ganancia indirecta para proporcionar calefacción y refrigeración.
Durante el día y cuando hace calor, cuando se desea refrescarse, el estanque del techo se cubre con una cubierta removible o aislamiento para minimizar la absorción del calor solar del exterior. Como resultado, el agua absorbe el calor del espacio habitable y luego proporciona un efecto refrescante.
Por la noche se retira el aislamiento móvil y el agua disipa el calor al exterior del salón.
Durante los meses de invierno, cuando se requiere calor solar, retire la cubierta de aislamiento móvil durante el día para permitir que el agua absorba y almacene el calor. Use aislamiento móvil para cubrir el estanque del techo durante la noche para evitar la pérdida de calor. Como resultado, el agua emite calor en la sala de estar, aumentando la temperatura.
ganancia de aislamiento
Una parte integral del sistema aislado de captación solar pasiva está aislada de la zona de estar principal. Sequestered Gain utiliza energía solar para mover pasivamente el calor a través del agua o el aire hacia su espacio vital por convección natural o impulsada.
Un ejemplo de un sistema de captación solar pasivo aislado es un solarium. Consulte la figura 8. Los sunrooms utilizan funciones de ganancia directa e indirecta. Consiste en un colector solar, un área de almacenamiento y un medio de transferencia.
Los colectores solares de placa plana utilizan aire o líquido para recolectar energía térmica del sol. El calor recolectado se transfiere por convección natural a través de tuberías o conductos a un área de almacenamiento donde el fluido o aire enfriado se desplaza y regresa al colector.
Los depósitos consisten en rocas llamadas tanques cuando se usa líquido como medio de transferencia y contenedores cuando se usa aire como medio de transferencia.
Cuando se utiliza aire como medio de transferencia, el aire calentado se envía a contenedores donde las rocas u otros materiales de mampostería absorben la energía térmica. Cuando el aire pierde calor en las rocas, se enfría y cae al fondo del contenedor y regresa al colector, completando el ciclo. Por la noche, la energía radiante almacenada en las rocas se libera para calentar el espacio habitable.
Cuando se usa agua como medio de transferencia, el agua calentada se empuja hacia el tanque, donde el agua fría se expulsa del tanque y se envía al colector. Si el proceso se realiza sin asistencia mecánica, el espacio habitable debe estar por encima del tanque de almacenamiento.
Preguntas más frecuentes
La calefacción solar pasiva es el proceso de utilizar ciertos sistemas de construcción para regular cuidadosamente la temperatura interna para beneficiarse de la energía solar.
1. Ganancia directa
2. Ganancia indirecta
2. Ganancia de separación
Para que un sistema de calefacción solar pasivo funcione correctamente, el edificio debe estar bien aislado.
1. Edificios de poca altura, cuarteles,
2. Roberto,
3. Pasillo,
4. Sala de descanso,
5. Amplia instalación de mantenimiento.
La integración de un sistema de calefacción solar pasivo en un edificio agrega alrededor de 0-3% al costo total.
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