ES2277758A1 - Sistema integrado de aprovechamiento, control y regulacion de energias renovables en edificios autosuficientes. - Google Patents
Sistema integrado de aprovechamiento, control y regulacion de energias renovables en edificios autosuficientes. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2277758A1 ES2277758A1 ES200502347A ES200502347A ES2277758A1 ES 2277758 A1 ES2277758 A1 ES 2277758A1 ES 200502347 A ES200502347 A ES 200502347A ES 200502347 A ES200502347 A ES 200502347A ES 2277758 A1 ES2277758 A1 ES 2277758A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- energy
- air
- building
- fans
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 title claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 3
- 229910052572 stoneware Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 9
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 4
- 230000036642 wellbeing Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- -1 that is Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
- F24F5/0017—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using cold storage bodies, e.g. ice
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F24V50/00—Use of heat from natural sources, e.g. from the sea
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
- F24F5/0017—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using cold storage bodies, e.g. ice
- F24F5/0021—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using cold storage bodies, e.g. ice using phase change material [PCM] for storage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0042—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater characterised by the application of thermo-electric units or the Peltier effect
-
- F24J3/06—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Sistema integrado de aprovechamiento, control y regulación de energías renovables en edificios autosuficientes. La presente invención consiste en un sistema integrado de captación, acumulación, regulación y distribución de energía en un edificio, sin necesidad de utilizar la energía de la red, sino reutilizando las fuentes de energía renovables disponibles en las condiciones ambientales que rodean y constituyen el edificio (aire fresco, humedad del ambiente, ...). El sistema realiza primero la captación de energía para su enfriamiento o calentamiento, la cual capta del aire mediante succión con ventiladores a través de ventanas en la pared y huecos en la base del suelo. Dicha energía atraviesa unos geles que pasan de estado sólido a líquido acumulando la energía por el cambio de fase. A continuación el sistema funciona en modo inverso distribuyendo la energía captada mediante el cambio de fase de los geles. Un sistema informático controla todo el sistema.
Description
Sistema integrado de aprovechamiento, control y
regulación de energías renovables en edificios autosuficientes.
- Equipos de acondicionamiento.
- Sistemas domóticos.
- Dispositivos de accionamiento mecánico de componentes.
- Acumuladores de energía.
- Sustancias de cambio de estado.
- Energías renovables.
- Edificación sostenible.
- Arquitectura bioclimática.
- Medio ambiente.
En la actualidad hay muchos proyectos en los que
los principios de la sostenibilidad y el bioclimatismo están
presentes. Sin embargo, conseguir que esos edificios sean
autosuficientes está reservado para ubicaciones muy benignas
climáticamente o para edificios de una gran singularidad y
complejidad tecnológica.
Los sistemas de regulación y control de los
sistemas de acondicionamiento ambiental se reservan en la
actualidad para los sistemas convencionales. Es muy poco frecuente
encontrar estos sistemas colocados para control el funcionamiento
de las estrategias pasivas de los edificios. Esta patente integra
las funciones que pueden hacer a un edificio autosuficiente, sin
grandes modificaciones técnicas o incrementos económicos
significativos, e incorpora dispositivos de regulación y control del
funcionamiento pasivo del edificio.
Se trata de un sistema que regula la
temperatura, produce oxígeno y absorbe contaminantes (CO_{2}).
La presente invención consiste en un sistema
integrado de captación, acumulación, aprovechamiento, control,
regulación y distribución de energía en un edificio, sin necesidad
de utilizar la energía de la red, sino reutilizando las fuentes de
energía renovables disponibles en las condiciones ambientales que
rodean y constituyen el edificio (aire fresco, humedad del
ambiente,...).
El sistema realiza primero la captación de
energía para su enfriamiento o calentamiento, la cual capta del aire
mediante succión con ventiladores a través de ventanas en la pared y
huecos en la base del suelo. Dicha energía atraviesa unos geles que
pasan de estado sólido a líquido acumulando la energía por el cambio
de fase. A continuación el sistema funciona en modo inverso
distribuyendo la energía captada mediante el cambio de fase de los
geles. Un sistema informático controla todo el sistema.
EL sistema realiza la captación de energía, su
distribución a todas las habitaciones del edificio y su acumulación,
tanto para cubrir la demanda cuando no hay suministro, como para
amortiguar el golpe térmico que representa la captación de energía
natural. El sistema funcionará durante todas las horas del día.
La energía que se desea captar es frescor, aire
fresco de temperatura menor de 23ºC para refrigerar el ambiente los
días calurosos, y calor, para calentarlo cuando haga frío. Esa
energía se debe acumular a través del cambio de estado de unos
geles, que son sustancias eutécticas, es decir, mezclas de distintas
sustancias que en promociones determinadas que cumplen resistencia
térmica baja (R < 0,30 x 10^{-}^{3} m^{2} \cdot ºC/W) y
difusividad térmica elevada (a < 0,56 x 10^{6} m^{2}/s).
Estos geles están situados bajo el pavimento de
material cerámico (gres o similar), conformando el suelo del
edificio.
El frescor que se captará lo aporta el aire
cuando su temperatura sea inferior a 23°C. Para ello, se disponen de
huecos de aspiración situados a la altura del suelo. Un sistema
inteligente detecta a través de sondas las condiciones adecuadas
(cuando la temperatura exterior sea inferior a la interior y cuando
aquella sea inferior a 23°C) que activan aprovechamiento energético.
Se accionarán unos ventiladores de succión que harán circular el
aire por el suelo expulsándolo por la fachada opuesta, una vez que
han cedido su energía. Es la fase de CAPTACIÓN.
El calor se captará básicamente de la radiación
solar. El sistema inteligente, al detectar el aire de la habitación
a más de 23°C, vuelve a accionar los ventiladores para llevar ese
aire caliente al suelo. En este caso lo hace a través de las
rejillas situadas en el suelo en uno de los extremos del edificio.
El aire, una vez que ha circulado y cedido su energía (calor), sale
por las rejillas situadas en el suelo de la casa, pero en el otro
extremo, con la intención de recircular de nuevo. Es la posición
RECIRCULACIÓN.
Si las condiciones de aire interior (contenido
de sustancias contaminantes) no es el adecuado, el aire no se
recirculará sino que se enviará al exterior procediendo a una
entrada permanente de aire exterior.
Todas estas opciones, de enfriamiento,
calentamiento o ventilación, se realizan mediante el accionamiento
de dos conjuntos de compuertas, combinadas con rejillas, que
adoptan posiciones diferentes.
El primer conjunto de compuertas, las de toma de
aire exterior o SUCCIÓN, podrán estar en posición captación o
posición recirculación. En la primera posición se tomará el aire
exterior y enviará al suelo; corresponde a la captación de fresco o
la toma de aire exterior para ventilación. En la segunda posición
permitirá la entrada al suelo del aire interior (RECIRCULACIÓN),
para mantener sus condiciones higrotérmicas (entre 21 y 24°C).
El segundo conjunto de compuertas, las de
EXPULSIÓN, podrán estar en posición expulsión o posición
recirculación. En la primera posición se expulsará el aire captado
hacia el exterior, una vez que haya circulado por el suelo;
corresponde a la captación de aire fresco. En la segunda posición
permitirá la salida del aire desde el suelo hacia el interior de la
vivienda (RECIRCULACIÓN) para acondicionarla.
Una ventana o ventanal situado en un punto alto
de la cubierta y a la altura del primer conjunto de compuertas,
completará el procedimiento de ventilación para mejora de la
calidad del aire interior. El aire entraría al suelo desde el
exterior, aportando aire limpio, pasaría por las sustancias
acumuladores acondicionándose, penetra la al interior de la vivienda
por el segundo conjunto de compuertas, situadas en posición
recirculación, y se expulsaría, finalmente hacia el exterior, a
través de las mencionadas ventanas abiertas (VENTILACIÓN).
El control higrométrico del aire lo realizan
unos dispositivos de eliminación de humedad situados delante de los
ventiladores. Estos dispositivos constan de una o varias pastillas
peltier, que permitirán condensar el agua excedente y evacuarla
hacia el exterior a través de un tubo de drenaje. Su accionamiento y
apagado lo realizará el sistema inteligente que detectará el
contenido de humedad del aire interior y lo relacionará con el del
aire exterior.
Todos los dispositivos del sistema, los dos
conjuntos de compuertas, en posición captación o en posición
recirculación, los ventiladores, funcionando o apagados, los
deshumidificadores, encendidos o apagados y las ventanas, abiertas o
cerradas, se accionarán a las órdenes del sistema inteligente, que
relacionará las condiciones interiores con las exteriores.
En resumen el sistema consta de las siguientes
fases:
- 1.
- La captación de energía procedente del aire a temperatura superior a 23°C mediante succión del aire del exterior hasta el interior del edificio con ventiladores situados diametralmente opuestos a la entrada de aire a través de ventanas en la pared y huecos en la base del suelo;
- 2.
- El aire penetra en el interior del edificio y lo atraviesa bajo el suelo, que debe ser de material cerámico tipo gres, por tanto de alta difusividad y efusividad térmicas, hasta entrar en contacto con unos recipientes que contienen las sustancias de cambio de estado que pasan de estado sólido a líquido acumulando la energía del cambio de fase.
- 3.
- La energía captada se devuelve al sistema cuando el sistema inteligente de control, a través de un programa informático, activa el cambio de fase de los geles de líquido a sólido.
A continuación se presentas las características
técnicas de algunos de los elementos del sistema:
Ventiladores:
- -
- El número de ventiladores dependerá del espacio a acondicionar, de sus dimensiones, ubicación, cerramientos, y de las exigencias que se le pida al sistema, pero, en cualquier caso, deberán cumplir lo siguiente:
- \sqbullet
- Caudal mínimo: Cuatro renovaciones a la hora
- \sqbullet
- Caudal máximo. No hay límite máximo
- \sqbullet
- Separación entre ventiladores: No inferior a un metro (medido lateralmente) para asegurar una corriente superficial uniforme, ni superior a cuatro metros (medido en profundidad), para evitar una perdida de carga excesiva.
- \sqbullet
- Pérdida de carga: Los ventiladores deberán cubrir la pérdida de carga que suponga atravesar los espacios que dejen las cápsulas los geles; dependerá de la disposición de las mismas.
- \sqbullet
- La zona de impulsión y succión de los ventiladores deberán estar aisladas, las unas de las otras, para evitar que se produzca un cortocircuito con el aire, siendo succionado el mismo aire que se impulsaba; esto puede ocurrir debido al embolsamiento del aire cerca del ventilador al chocar con las cápsulas de geles.
Compuertas:
- -
- Las compuertas deberán asegurar un grado de hermeticidad alto cuando la pieza de cierre cambie de posición.
Rejillas:
- -
- Las rejillas deberán ser lo suficientemente diáfanas como para evitar una perdida de carga importante cuando el aire las atraviese. En combinación con los ventiladores y las compuertas, deberán asegurar:
- \sqbullet
- Velocidad de salida del aire: Entre 0,5 y 2,5 m/s
Deshumidificadores:
- -
- Los deshumidificadores se dimensionarán en función de la humedad del ambiente exterior. Para humedades del aire de entrada exterior superiores al 50%, habrá que colocar tantas pastillas pettier como sean precisas para condensar las siguientes cantidades de humedad:
- \sqbullet
- En función ventilación: Aproximadamente 2 g por cada m^{3} de aire exterior succionado y fracción de 10% de humedad relativa que se aleje del 50%, es decir: 2 g/m^{3} para el 60%, 4 g/m^{3} para el 70%, 6 g/m^{3} para el 80%, etc.
- \sqbullet
- En función recirculación: Aproximadamente 0,9 g por cada m^{3} de vivienda a la hora.
- -
- El dispositivo deberá dimensionarse para la más desfavorable de esas posibilidades.
Acumuladores de energía:
- -
- Los geles deben acumular la energía que reciban, radiación solar o aire fresco, a gran rapidez para evitar las pérdidas que suponen mantener la energía en el aire, por ello los recipientes donde se encuentren deben tener una difusividad térmica elevada:
- \sqbullet
- a < 0,56 x 10^{6} m^{2}/s.
- -
- Los geles de cambio de estado están compuestos por sustancias que cambian de estado a una temperatura concreta (23ºC) y con un calor latente de cambio de estados elevado, y los recipientes que les contienen son de cualquier material que asegure una rápida transferencia de calor, como cualquier metal, y con un factor de forma elevado (mayor de 40 m-1) que asegure una superficie de intercambio grande. Son sustancias eutécticas con resistencia térmica baja (R < 0,30 x 10^{-3} m^{2} \cdot ºC/W) y difusividad térmica elevada (a < 0,56 x 10^{6} m^{2}/s),
- -
- El contenedor de los geles debe ser capaz de contener suficiente sustancia como para acumular toda la energía que reciba. Si es escasa cambiará completamente de estado y posteriormente comenzará a calentarse/enfriarse sensiblemente, perdiendo parte del interés de los sistemas de cambio de estado, y descargar a temperatura constante. Por ello debe asegurarse una cantidad de sustancia mínima, que dependerá de la energía que pueda acumularse. Esta última dependerá del lugar, de la irradiancia solar, de la temperatura nocturna del aire, de las cargas internas, etc:
- \sqbullet
- Para una superficie continua: Espesor > 10 mm por cada 2 x 10^{6} J/m^{2} de energía a acumular.
Sistema inteligente de control:
- -
- El sistema inteligente se tiene que encargar de automatizar el funcionamiento combinado de los distintos componentes con la intención de sacar el máximo rendimiento al sistema.
- -
- El sistema inteligente contiene un programa informático que registra los datos procedentes de sondas de temperatura y humedad relativa, colocadas en el interior y exterior del edificio, y en función de los mismos activa los ventiladores y las compuertas del sistema para mantener estable la temperatura interior del edificio.
- -
- Para ello deberá accionar compuertas, ventiladores y ventanas según los siguientes criterios:
Posición de enfriamiento:
- \sqbullet
- Cuando las condiciones exteriores son adecuadas para la acumulación de energía, es decir, temperatura exterior inferior a la de cambio de estado de los geles acumuladores, y las condiciones interiores sean de bienestar, el sistema accionará los ventiladores y pondrá las compuertas en posición CAPTACIÓN. Cuando las condiciones del aire exterior dejen de ser favorables, es decir, al temperatura esté por encima de la de cambio de estado de los geles se apagarán los ventiladores.
- \sqbullet
- Cuando las condiciones interiores no sean las de bienestar, es decir, con una temperatura superior, se analizarán en primer lugar las condiciones exteriores. Si la temperatura exterior está en el entorno de la de bienestar (\pm 1°C), se abrirán automáticamente las ventanas situadas a ambos lados de la casa para asegurar una ventilación natural cruzada. Si la temperatura exterior no cumple este requisito se accionarán los ventiladores y se pondrán las compuertas en posición RECIRCULACIÓN.
Posición de calentamiento:
- \sqbullet
- Cuando las condiciones exteriores son adecuadas para la acumulación de energía, es decir, incidencia de la radiación solar sobre la fachada captadora, o temperatura exterior superior a la de cambio de estado de los geles acumuladores, o temperatura interior superior a la de bienestar, el sistema accionará los ventiladores y pondrá las compuertas en posición RECIRCULACIÓN.
- \sqbullet
- A pesar de que no se den ninguna de estas condiciones, los ventiladores seguirán funcionado mientras la temperatura de impulsión por las rejillas de salida sea superior a la de succión por las rejillas de entrada.
Posición de ventilación:
- \sqbullet
- Si en cualquiera de las situaciones posibles mencionadas anteriormente la calidad del aire interior está por debajo del mínimo admisible, las compuertas y ventanas se pondrán en posición VENTILACIÓN.
Dadas las características climáticas generales
de los climas de altitudes medias, la captación de energía solar en
invierno ha de responder a la premisa clásica de grandes
superficies acristaladas orientadas a mediodía. Para evitar que
penetre la radiación solar durante los meses más cálidos, estos
huecos quedan perfectamente protegidos por medio de voladizos, ya
que el sol estival en esos momentos está muy alto, y con partes
ciegas en los extremos de la vivienda, que evitarán los posibles
perjuicios de las horas anteriores y posteriores.
En la fachada este no es recomendable que
aparezcan huecos, ya que en invierno no se producirían captaciones
y en verano no son deseables, habida cuenta que la temperatura
exterior a partir de las 10 ó las 11 de la mañana es ya elevada. No
obstante, una protección apropiada puede permitir la entrada de luz
al amanecer, en los momentos aún condicionados por el frescor de la
noche.
La fachada oeste no debe tener huecos sino
pequeñas aberturas en esa parte de la casa.
La distribución de la energía captada se realiza
fundamentalmente por medio de una cubierta inclinada. Su estructura
formal permite que el aire caliente se desplace desde la fachada
captadora hasta el otro extremo de la vivienda por convección
natural, estabilizando la temperatura en escasos minutos.
La acumulación energética se realiza a través de
geles confinados bajo el suelo de la casa; una corriente de aire se
encargará de cargarlos y descargarlos de energía.
El aire que entra por la ventana cambiará el
estado de los geles de estado líquido a sólido y acumulará energía,
al tiempo que la casa se estará ventilando y acondicionando
directamente con ventilación natural, a través de los huecos
abiertos a los vientos dominantes y dirigidos por todo el edificio
gracias a la cubierta inclinada.
Cuando la temperatura exterior no sea
confortable, se cerrarán los huecos exteriores y se hará recircular
el aire interior a través de las sustancias que han acumulado el
frescor de la noche. Durante el resto del día, los productos
volverán a pasar a estado sólido, cediendo frío a la temperatura de
bienestar (constante).
En condiciones de invierno se emplea el mismo
sistema de acumulación. El calor captado directamente por los
huecos o retenido en los pequeños invernaderos de la fachada sur,
junto con el procedente de los ocupantes de la casa y los equipos
electrónicos (el ordenador, la plancha, la impresora, la aspiradora,
etc.), se hará circular por las sustancias de acumulación, que
cambiarán de estado sólido a líquido y almacenarán calor a una
temperatura estable, la misma a la que será recuperado cuando sea
necesario, en forma de aire caliente.
Las fachadas en material cerámico, compuesta por
placas huecas colocadas en seco que, junto con la cubierta,
reducirán cualquier efecto térmico de la radiación sobre la piel del
edificio.
Los acabados interiores deben cumplir dos
funciones, a saber: ofrecer a los usuarios la calidez propia de una
vivienda y actuar como acumuladores energéticos de la radiación que
incida sobre ellos. El suelo ha de ser de material cerámico o pétreo
y facilitar un calentamiento rápido, reflejar la radiación y
convertirla en luz y calor.
Se puede aplicar a un prototipo de vivienda
unifamiliar autosuficiente eléctricamente.
Claims (6)
1. Sistema integrado de aprovechamiento, control
y regulación de energía caracterizado por las siguientes
fases:
- 1.
- La captación de energía procedente del aire a temperatura mayor de 23°C mediante succión del aire del exterior hasta el interior del edificio con ventiladores situados diametralmente opuestos a la entrada de aire a través de ventanas en la pared y huecos en la base del suelo;
- 2.
- El aire penetra en el interior del edificio y lo atraviesa bajo el suelo, que debe ser de material cerámico tipo gres, con resistencia térmica baja (R < 0,30 x 10^{-3} m^{2} \cdot °C/W) y difusividad térmica elevada (a < 0,56 x 10^{6} m^{2}/s), hasta entrar en contacto con unos recipientes que contienen las sustancias de cambio de estado que pasan de estado sólido a líquido acumulando la energía del cambio de fase.
- 3.
- La energía captada se devuelve al sistema cuando el sistema inteligente de control, a través de un programa informático, activa el cambio de fase de los geles de líquido a sólido.
2. Sistema integrado de aprovechamiento, control
y regulación de energía según reivindicación 1,
caracterizado porque los geles de cambio de estado están
compuestos por sustancias que cambian de estado a una temperatura
concreta (23°C) y los recipientes que les contienen son de
cualquier material que asegure una rápida transferencia de calor,
como cualquier metal, y con un factor de forma elevado (mayor de 40
m-1) que asegure una superficie de intercambio
elevada.
3. Sistema integrado de aprovechamiento, control
y regulación de energía, según reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema inteligente contiene un
programa informático que registra los datos procedentes de sondas de
temperatura y humedad relativa, colocadas en el interior y exterior
del edificio, y en función de los mismos activa los ventiladores y
las compuertas del sistema para mantener estable la temperatura
interior del edificio.
4. Sistema integrado de aprovechamiento, control
y regulación de energía, según reivindicación 1,
caracterizado porque delante de los ventiladores se colocan
dispositivos de eliminación de humedad formados por pastillas
peltier, y porque las zonas de impulsión y succión de los
ventiladores están aisladas unas de otras.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200502347A ES2277758B2 (es) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Sistema integrado de aprovechamiento, control y regulacion de energias renovables en edificios autosuficientes. |
EP06820004A EP1947404A4 (en) | 2005-09-28 | 2006-09-28 | SYSTEM OF USE, CONTROL AND REGULATION OF RENEWABLE ENERGY IN AUTONOMOUS BUILDINGS |
PCT/ES2006/000543 WO2007036587A2 (es) | 2005-09-28 | 2006-09-28 | Sistema de aprovechamiento, control y regulación de energías renovables en edificios autosuficientes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200502347A ES2277758B2 (es) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Sistema integrado de aprovechamiento, control y regulacion de energias renovables en edificios autosuficientes. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2277758A1 true ES2277758A1 (es) | 2007-07-16 |
ES2277758B2 ES2277758B2 (es) | 2008-03-16 |
Family
ID=37900119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES200502347A Active ES2277758B2 (es) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Sistema integrado de aprovechamiento, control y regulacion de energias renovables en edificios autosuficientes. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1947404A4 (es) |
ES (1) | ES2277758B2 (es) |
WO (1) | WO2007036587A2 (es) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8790540B2 (en) | 2009-02-11 | 2014-07-29 | Vkr Holding A/S | Phase change material pack |
GB2470619A (en) | 2009-02-11 | 2010-12-01 | Artica Technologies Ltd | Phase change material compound and pack |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2559871A (en) * | 1949-08-24 | 1951-07-10 | Frazer W Gay | House structure and heating system therefor |
DE3131655A1 (de) * | 1981-08-11 | 1983-02-24 | Roland 8634 Rodach Balzer | Verfahren zur belueftung von gebaeuden und einrichtung zu seiner durchfuehrung |
WO1994018507A1 (en) * | 1993-02-05 | 1994-08-18 | Hallberg Joergen | Arrangement relating to a regenerative heat exchanger for ventilation |
JPH08189102A (ja) * | 1992-05-22 | 1996-07-23 | Horonitsuku Home Kk | 家屋の空調方法および空調装置を備えた家屋 |
WO1997010474A1 (de) * | 1995-09-12 | 1997-03-20 | Krecke Edmond D | Energieanlage für gebäude |
WO1997030316A1 (de) * | 1996-02-19 | 1997-08-21 | GREGUSKA, Károly | Verfahren und vorrichtung zum heizen und kühlen von gebäuden, sowie wärmeisolierende wandverkleidung |
WO1999047865A1 (de) * | 1998-03-09 | 1999-09-23 | Ipa-Isorast International S.A. | Klimatisierung von gebäuden sowie klimatisiertes gebäude, und insbesondere null-energie-haus |
RU2003110242A (ru) * | 2003-04-09 | 2004-10-10 | Юрий Иванович Безруков (RU) | Солнечно-вакуумная электростанция |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5901572A (en) * | 1995-12-07 | 1999-05-11 | Rocky Research | Auxiliary heating and air conditioning system for a motor vehicle |
FI115853B (fi) * | 1999-11-25 | 2005-07-29 | Teknillinen Korkeakoulu | Sisätilojen jäähdytykseen tarkoitettu ilmastointijärjestelmä |
DE20208898U1 (de) * | 2002-06-10 | 2002-10-02 | emcal Wärmesysteme GmbH, 48282 Emsdetten | Klimadecke mit PCM und dazu verwendbarer Beutel |
EP1455155B1 (de) * | 2003-03-04 | 2008-01-02 | Imtech Deutschland GmbH & Co. KG | PCM-Element |
EP1455156B1 (de) * | 2003-03-04 | 2008-01-02 | Imtech Deutschland GmbH & Co. KG | Raumtemperierungseinrichtung |
-
2005
- 2005-09-28 ES ES200502347A patent/ES2277758B2/es active Active
-
2006
- 2006-09-28 EP EP06820004A patent/EP1947404A4/en not_active Withdrawn
- 2006-09-28 WO PCT/ES2006/000543 patent/WO2007036587A2/es active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2559871A (en) * | 1949-08-24 | 1951-07-10 | Frazer W Gay | House structure and heating system therefor |
DE3131655A1 (de) * | 1981-08-11 | 1983-02-24 | Roland 8634 Rodach Balzer | Verfahren zur belueftung von gebaeuden und einrichtung zu seiner durchfuehrung |
JPH08189102A (ja) * | 1992-05-22 | 1996-07-23 | Horonitsuku Home Kk | 家屋の空調方法および空調装置を備えた家屋 |
WO1994018507A1 (en) * | 1993-02-05 | 1994-08-18 | Hallberg Joergen | Arrangement relating to a regenerative heat exchanger for ventilation |
WO1997010474A1 (de) * | 1995-09-12 | 1997-03-20 | Krecke Edmond D | Energieanlage für gebäude |
WO1997030316A1 (de) * | 1996-02-19 | 1997-08-21 | GREGUSKA, Károly | Verfahren und vorrichtung zum heizen und kühlen von gebäuden, sowie wärmeisolierende wandverkleidung |
WO1999047865A1 (de) * | 1998-03-09 | 1999-09-23 | Ipa-Isorast International S.A. | Klimatisierung von gebäuden sowie klimatisiertes gebäude, und insbesondere null-energie-haus |
RU2003110242A (ru) * | 2003-04-09 | 2004-10-10 | Юрий Иванович Безруков (RU) | Солнечно-вакуумная электростанция |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU 2003110242 A 10.10.2004, todo el documento. 1-4 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007036587A3 (es) | 2008-02-14 |
WO2007036587A2 (es) | 2007-04-05 |
EP1947404A4 (en) | 2010-03-03 |
EP1947404A2 (en) | 2008-07-23 |
ES2277758B2 (es) | 2008-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sudhakar et al. | Net-zero building designs in hot and humid climates: A state-of-art | |
ES2612353T3 (es) | Método y aparato para enfriar el aire de ventilación para un edificio | |
US3894685A (en) | Solar heating system | |
ES2471218T3 (es) | Módulo colector solar pasivo para envolventes de edificación | |
JP2015529078A5 (es) | ||
JP2009127921A (ja) | 採冷システム | |
JP2014051874A (ja) | 気密性住宅の省エネ換気システム | |
US10816229B2 (en) | Harvesting energy from humidity fluctuations | |
US20220400625A1 (en) | Multi-source heat exchange system employing a ground-energy storage system for controlled environment enclosures | |
WO2015122756A1 (es) | Extractor mixto de aire, que utiliza la energía solar y la del viento, para ventilar pasivamente naves industriales, viviendas, y/o edificaciones (chimenea solar-eólica) | |
ES2277758B2 (es) | Sistema integrado de aprovechamiento, control y regulacion de energias renovables en edificios autosuficientes. | |
Givoni | Options and applications of passive cooling | |
ES2971620T3 (es) | Sistema climático de ventilación y método para controlar un sistema climático de ventilación | |
JP2010203657A (ja) | 住宅換気システム | |
JPH0972618A (ja) | ソーラーシステム | |
Subramanian et al. | Solar passive architecture cooling techniques | |
JP4341848B2 (ja) | 空気集熱式ソーラー除湿涼房システム | |
BR102015016728A2 (pt) | conjunto de regulagem de temperatura de ar | |
Givoni | Passive cooling of buildings by natural energies | |
ES2309426T3 (es) | Conjunto de construccion para una casa de ahorro energetico. | |
Schnieders et al. | Passive houses in Chinese climates | |
Choudhary et al. | Passive cooling techniques, design concept and ventilation techniques | |
Bhatia | Alternatives to Active HVAC systems | |
Palero et al. | Thorough study of a proposal to improve the thermal behaviour of a bioclimatic building | |
Marshall | Bi-directional thermo-hygroscopic facades: Feasibility for liquid desiccant thermal walls to provide cooling in a small-office building |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20070716 Kind code of ref document: A1 |
|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2277758B2 Country of ref document: ES |