SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN NATURAL

Presentación del tema: "SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN NATURAL"— Transcripción de la presentación:

1 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN NATURAL
SISTEMAS QUE APROVECHAN EL EFECTO DE LA INERCIA TERMICA

2 ¿QUÉ ES INERCIA TÉRMICA?
inercia térmica es la propiedad que indica la cantidad de calor que puede conservar un cuerpo y la velocidad con que lo cede o absorbe. Dicha inercia se consigue mediante el empleo de materiales capaces de almacenar energía durante el día, y liberarla durante la noche. Esta medida pasiva permite ahorrar en consumo de energía en calefacción e incluso en refrigeración. SE MANTIENE EL CALOR SE RECHAZA EL CALOR La inercia térmica es una vivienda que lleva aparejado dos fenómenos: EL DE RETARDO Y EL DE AMORTIGUACION

3 CARACTERISTICAS La inercia térmica es un concepto clave en climas con oscilaciones térmicas diarias importantes, ya que la capacidad de acumulación térmica de las soluciones que conforman un elemento arquitectónico es básica para conseguir el adecuado nivel de confort instalaciones de climatización ahorro energético La capacidad de almacenar energía de un material depende de su masa, su densidad y su calor específico. Edificios de gran inercia térmica tienen variaciones térmicas más estables, el calor acumulado durante el día se libera en el período nocturno, a mayor inercia térmica mayor estabilidad térmica. la capacidad calorífica , mide relación entre la energía o calor transmitida a un cuerpo y la variación de temperatura que experimenta . Cuanto mayor es la capacidad calorífica de un cuerpo, mayor energía hay que transmitirle para que aumente su temperatura en un grado; y cuanto mayor es su masa mayor es la capacidad calorífica, y por tanto su inercia térmica. MASA Relaciona el volumen y la masa del elemento. A mayor densidad, mayor inercia térmica. DENSIDAD capacidad para almacenar calor CALOR ESPECIFICO

4 MATERIALES Los materiales ideales para constituir una buena masa térmica, y por tanto inercia térmica, son aquellos que tienen: alto calor específico, alta densidad y baja conductividad térmica (aunque no sea excesivamente baja). Los materiales con mejor inercia térmica son: • Tierra, barro y césped. En cierto tipo de arquitectura que proyecta casas arropadas o semicubiertas por el terreno, la masa térmica no viene de las paredes sino del terreno con el que está en contacto. Esta característica sirve para proporcionar leves variaciones de temperaturas durante el año. • Ladrillos de adobe o bloques de termo arcilla. • Agua (a menudo grandes tanques llenos de agua dispuestos en la zona soleada). • Hormigón y otras técnicas de albañilería. La conductividad térmica del hormigón depende de su composición y técnica de fraguado. Hormigones con piedra tienen una conductividad térmica mayor que otros realizados con cenizas, perlite, fibras u otros aislantes agregados. • Rocas y piedras naturales

5 VENTAJAS E INCONVENIENTES
Algunas de las ventajas de uso de la inercia térmica de los edificios son: • La inercia térmica, asociada a elementos de protección de la radiación solar en huecos acristalados, permiten amortiguar el aumento de temperatura producido por la radiación solar en verano. • La inercia térmica permite evitar las irregularidades del funcionamiento de los sistemas activos de calefacción. • La inercia térmica permite el confort térmico interior cuando hay periodos con cambios bruscos de las temperaturas exteriores o de soleamiento, a los cuales los sistemas de calefacción no pueden responder si la instalación no lleva ninguna regulación. En cambio, la inercia térmica no se aconseja cuando, por razonas económicas, se usa la calefacción de forma intermitente en invierno, como por ejemplo, en fábricas, oficinas, escuelas, etc, donde se apaga ésta por la noche.

6 SISTEMAS QUE APROVECHAN EL EFECTO DE LA INERCIA TERMICA

7 ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO
El enfriamiento evaporativo es un proceso de transferencia de calor y masa que ocurre como consecuencia del calor latente de vaporización al convertir el agua líquida en fase vapor. Como resultado de este proceso se produce una disminución de la temperatura y un aumento de la humedad del ambiente. El enfriamiento evaporativo es, por tanto, especialmente indicado para climas cálidos y secos. Con estas características el hormigón celular es capaz de mantener una temperatura estable en la vivienda tanto en régimen de verano como en régimen de invierno.

8 DISEÑO SOLAR PASIVO El diseño basado en el aprovechamiento de la energía solar incidente en la vivienda se nutre, en las zonas de clima templado a frío, de materiales de construcción de gran masa térmica en combinación con otros de características aislantes, como por ejemplo, los paneles de hormigón para muros, que incorporan en su interior placas de poliestireno expandido. Mediante este tipo de esquemas, se pueden lograr mejores condiciones de habitabilidad, reduciendo la necesidad de calefaccionar o refrigerar un determinado ambiente por medios mecánicos o eléctricos, lo que implica una reducción de la demanda energética. Los pisos de hormigón, las paredes interiores y exteriores compuestas por materiales sólidos, la orientación de las ventanas, la ejecución de aleros y techos debidamente aislados son elementos a considerar y analizar. (Figura 2) Incidencia de la energía solar en distintos elementos que integran la envolvente de una vivienda.

9 EFECTOS ESTACIONALES SOBRE EL COMPORTAMIENTO DEL HORMIGÓN
VERANO Inicialmente, las partes componentes de la envolvente ejecutadas con un material con gran masa térmica presentan una temperatura menor a la del aire circundante; por lo tanto, funcionan como disipadores de calor. Al absorber calor del medio, la temperatura del aire interior es menor durante el día, dando como resultado una mejora en el confort sin necesidad de emplear un sistema de acondicionamiento de aire adicional, reduciendo el consumo de electricidad y mejorando la eficiencia energética. Durante la noche, el calor es lentamente liberado hacia las corrientes frescas provenientes de la ventilación natural, expulsado mediante extractores de aire o simplemente entregado hacia el interior del ambiente. Las temperaturas internas durante la noche pueden ser ligeramente mayores que si se hubieran empleado materiales con poca masa térmica; sin embargo, con las menores temperaturas del ambiente que naturalmente se experimentan, en general, es esperable que éstas se encuentren dentro de la zona de confort. Esquema del funcionamiento de la Masa Térmica del Hormigón en VERANO

10 INVIERNO En el hemisferio sur, la masa térmica en pisos o muros absorbe el calor irradiado por el sol a través de las ventanas con orientación norte, este y oeste. Durante la noche, el calor es gradualmente liberado en la habitación, a medida que la temperatura del aire interior disminuye. Esto mantiene un ambiente temporalmente confortable, reduciendo la necesidad de calefacción suplementaria mediante estufas u otros sistemas. Además, parte del calor proveniente de estos artefactos puede ser almacenado en los elementos que tienen esta propiedad, complementándose beneficiosamente. Horas después que se apaga la calefacción, la lenta liberación del calor acumulado permite mantener una temperatura confortable en el ambiente (figura 4). Este efecto posibilita la programación del apagado anticipado del sistema de calefacción, generando un ahorro adicional en el consumo de energía. Esquema del funcionamiento de la Masa Térmica en INVIERNO

11 El sistema “TERMOCIELO” el cual utiliza varios colchones de agua sobre el techo, con una superficie negra, entre la cubierta y el cielo raso, así como un sistema de puertas retráctales, de tal forma que produce frío o calor según la necesidad. El sistema “TERMOSIFÓNICO” el cual utiliza colectores planos para alentar el aire, por medio de la convección para luego distribuirlo al interior del ambiente.

12 Evidentemente, el aprovechamiento efectivo de estos sistemas implica un estudio previo del clima en el que se ubica el edificio – orientación, asoleamiento, horas de radiación, etc.-, una adecuada aplicación del mecanismo, que evite temperaturas elevadas en estancias donde no se requiere, junto con un buen sistema de ventilación, que permita enfriar la masa térmica en verano

13

14