XV SIMPOSIO PEUANO DE ENERGIA SOLAR Energía

Energía solar y responsabilidad socialCajamarca 10 -15 Noviembre del 2008

DISEÑO EXPERIMENTAL DE UN SUELO RADIANTE PARA CALEFACCION AMBIENTAL

cesarrivasplata@yahoo.comUnuversidad Nacional Jorge Basadre Grohmann

CALOR SOLAR PARA CLIMATIZAR.

• El mayor uso de la energía en “climas fríos” es para calentar los ambientes en invierno.

• Lo que es percibido como “temperatura de confort” depende de la humedad, el flujo de radiación recibido, la velocidad de viento y cuanto de vestido traiga uno encima.

OBJETIVOS

• El objetivo fundamental es mantener las temperaturas del cuarto (Tr) en un rango confortable (15 – 20 ºC) con un mínimo uso de calefacción artificial (Pboost), a pesar de que la temperatura ambiente esta en cero o menos.

• La ecuación básica dentro de una habitación puede expresarse como:

EJEMPLO

• Asumiendo que Tr = 20 ºC es constante y no existe un uso complementario de Energía

• Donde r = RA resistividad térmica

• Asumiendo valores típicos de r = 0.07 • α = 0.8 y τ = 0.9

G= 400 W/ m²

Esquema de la pared colector-acumulador

Vista frontal de la pared con cubierta de vidro

Temperaturas interna y externa en la habitacion: Tr varia entre 3ºC y 7ºC, en relacion con la Ta

RELACION ENTRE TEMPERATURAS INTERIORES EXPERIMENTALES Y TEMPERATURAS APROXIMADAS CON MODELOS MATEMATICOS TOMADAS EL

DIA 03 Y 04 DE ABRIL

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

22,00

24,00

26,00

28,00

17:3

2:06

18:1

2:06

18:5

2:06

19:3

2:06

20:1

2:06

20:5

2:06

21:3

2:06

22:1

2:06

22:5

2:06

23:3

2:06

00:1

2:06

00:5

2:06

01:3

2:06

02:1

2:06

02:5

2:06

03:3

2:06

04:1

2:06

04:5

2:06

05:3

2:06

06:1

2:06

06:5

2:06

Temp. Interior Teorico. [ºC]

Temp. Interior (Experimental) [ºC]

ALGUNAS VISTAS DEL LAB.CERT

OBJETIVOS.1.Diseñar los parámetros óptimos en el diseño de la calefacción ambiental mediante el uso de suelos radiantes.2.Definir los indicadores energéticos que rigen el comportamiento de la calefacción ambiental en una primera aproximación para condiciones estáticas.3.Desarrollo de un modelo matemático y su validación experimental

(1) (3) (5 )

.

donde β es un parámetro constante cuando se fijan los valores del flujo de agua. ( magua)

Esquema del uso de terma solar y un suelo radiante

0

5

10

15

20

25

3017

:17:09

18:07

:0918

:57:09

19:47

:0920

:37:09

21:27

:0922

:17:09

23:07

:0923

:57:09

0:47:0

91:3

7:09

2:27:0

93:1

7:09

4:07:0

94:5

7:09

5:47:0

96:3

7:09

7:27:0

98:1

7:09

9:07:0

9

Temp.Placa

Temp. 1

Temp. 2

Temp. 3

Temp.Ambiente

Data experimental del 7 al 8 de octubre del 2008

0

5

10

15

20

25

30

35

40

18:4

8:4

3

20:1

8:4

3

21:4

8:4

3

23:1

8:4

3

0:4

8:4

3

2:1

8:4

3

3:4

8:4

3

5:1

8:4

3

6:4

8:4

3

8:1

8:4

3

9:4

8:4

3

temperatura de placa

temp.1

temp.2

temp.3

tem. Amb

Data del 10 al 11 de octubre del 2008

0

5

10

15

20

25

30

3518

:44:

45

19:4

4:45

20:4

4:45

21:4

4:45

22:4

4:45

23:4

4:45

0:44

:45

1:44

:45

2:44

:45

3:44

:45

4:44

:45

5:44

:45

6:44

:45

7:44

:45

8:44

:45

9:44

:45

10:4

4:45

11:4

4:45

Temp.Placa

Temp.1

Temp.2

Temp.3

Temp.Amb.

Conclusiones

• El modelo teorico es compatible con la formulacion teorica propuesta.

• El uso de suelos radiantes es una alternativa ecologica positiva en la climatizacion ambiental.

• El uso de sistemas integrados de termas solares con suelos radiantes es una alternativa en el ahorro de energia en el orden de 2-3 kwh/m2 para temperaturas de confort de 20|C-25°C

¡MUCHAS GRACIAS! UNJBG-FACI-CERT

cesarrivasplata@yahoo.com