Tema: Calefacción solar por aire + acumulación

Hola A todos!, primero que nada quiero presentarme.

Soy Ernesto Rodrigo, del proyecto Molino del Villar Agricultura sin Venenos y Energías Renovables

Llevo 24 años dedicado a la elaboración artesanal de Pan Integral con ingredientes Biológicos transformados con energías renovables y cocidos en un horno Moruno autoconstruido. El obrador y la Masía, son abastecidas por fotovoltaica (seguidor autoconstruido), eólica, solar térmica, biomasa y hasta hace un par de años, por mini hidráulica. El sistema, está asociado a un grupo electrógeno de emergencia con arranque electrónico, gobernado por un inversor inteligente. En los dos últimos años, sólo ha funcionado una hora al año, pues una vez al mes, hace un arranque de mantenimiento de 5 minutos para despegar el pistón y mantenerlo en óptimas condiciones de servicio.

Bueno, la cuestión es que estoy preparando un nuevo proyecto de alojamiento rural (al que os invito a participar) que será calefactado por aire caliente solar.

En mis diseños, intento simplificar al máximo (aunque no lo parezca), para evitar mantenimiento y averías, intentando conseguir la máxima sostenibilidad, entendiendo esta, como el uso de materiales reciclados/reutilizados de calidad, que garanticen una larga vida de la instalación, estructura o construcción.
He leído mucho sobre múltiples diseños de aire caliente solar, y después de estudiar toda esa información, he llegado al siguiente diseño que paso a detallaros y que me gustaría someter a vuestra revisión, agradeciendo desde ya vuestro tiempo y participación:

En el alojamiento rural –que es una construcción independiente de 23m2 con una cubierta a dos aguas- voy a hacer un vestíbulo adosado, en cuya cubierta, integraré los capadores solares que tendrán una superficie aprox. de 4m2. La caja contenedora, estará construida con Panel Sándwich reutilizado (segunda mano), que conjuga la resistencia mecánica (chapa de acero o aluminio), con la resistencia a la intemperie y un buen aislamiento, asegurado por la cámara de espuma de poliuretano de alta densidad que contiene entre las dos chapas que forman el sándwich y de donde toma el nombre.Estos paneles, se cortan fácil y limpiamente con una radial o con caladora.

Las piezas de la base, se ensamblan entre sí con el machihembrado que llevan, garantizando la estanqueidad, con masilla de poliuretano. Los laterales, van pegados también con la misma masilla y ensamblados exteriormente, con ángulo de aluminio pegado con la masilla y fijado con tornillos rosca chapa inox.

El encargado de romper el puente térmico de la base del interior de la caja, será el “fieltro de lana de roca de 2 cm de espesor, con fibras perpendiculares a un revestimiento de lámina de aluminio reforzado”.

Sobre el fieltro (manta lana de roca), irá colocada una plancha de acero de construcción (el más barato!) de 1mm y sobre esta, verticalmente llevará unos montantes de panel Sándwich perforados (para comunicar el aire) que serán los soportes sobre los que descansara la cubierta compuesta por “hojas” de carpintería de aluminio acristalada de segunda mano (sencillo o doble depende de lo que consiga).

Colocadas en horizontal, unas chapas del mismo acero a modo de zigzag, irán reteniendo el aire inyectado, pero no tanto como para sobrecargar al ventilador inferior, que será auxiliado y complementado en su trabajo, por un extractor, resistente a las altas temperaturas, obteniendo de esta forma por la parte inferior impulsión y por la parte superior extracción. Las hojas de aluminio-cristal, irán fijadas a la caja con ángulos de aluminio y fijadas al panel con junta sólida de silicona, para garantizar su estanqueidad y facilitar su reposición en caso de rotura.

Los ventiladores, estarán enclaustrados en cajas con absorbentes acústicos.

El aire de la habitación, será absorbido por el ventilador de impulsión inferior y conducido por un conducto de sección rectangular al captador, conectándose a este, a través de un colector que repartirá uniformemente el caudal del aire por su parte inferior de entrada. Para conseguir esa +/- uniformidad, las aberturas irán aumentando de diámetro conforme se vayan alejando de la entrada para compensar el caudal.
Por su parte superior, el aire ya calentado del captador, será extraído hacia el interior de la habitación por otro colector igualmente compensado.

Uno de los problemas cuando un captador solar de aire tiene suficiente inercia térmica por su diseño constructivo, es que este entra a la habitación con demasiada temperatura y aun utilizando un deflector, el aire así introducido, puede llegar a molestar.

Por otra parte, una de las limitaciones de estos sistemas con independencia de su diseño, es que evidentemente no calientan cuando no hay radiación solar, pues pese a que el aire caliente se estratifica de arriba abajo y parte de ese calor es absorbido por el techo de la habitación, que posteriormente será cedido a la misma cuando no haya aire caliente, casi, casi obligatoriamente por la noche, hay que buscar calorías en otra fuente.

Este tema, lo he resuelto dándole la vuelta, de manera que el aire muy caliente que entra a la habitación, antes de hacerlo, pasará por un captador de acumulación de inercia térmica (recuperador de calor), atravesando una superficie de +/- 2m2 de ladrillos refractarios de 220x110x20mm que irán tumbados sobre el techo, fijados mediante tornillos, e intercalando una capa de manta de lana de roca-aluminio. El conjunto irá enclaustrado en una caja contenedora aislada. Para que el aire no encuentre resistencia al rozar contra la rugosa superficie de los ladrillos, estos irán cubiertos por una chapa de acero galvanizado de 0’50 mm que es mucho más rígido que el de construcción, facilitando así su montaje y dará como resultado una superficie mucho más lisa, para que el aire succionado por el extractor superior encuentre la mínima dificultad.

Los ventiladores utilizados, serán tangenciales y de perfil bajo de 209m3/h con un consumo de 3,4w. Son metálicos, duraderos, silencios, relativamente económicos y se adaptan perfectamente para una salida de aire uniformemente distribuida. Son los que utilizan los equipos de aire acondicionado.

Evidentemente habrá que compensar el flujo de entrada y de salida para que no sufran y a la salida del extractor superior, se acoplará las aletas distribuidoras de un aire acondicionado desguazado para mejorar la distribución.

Cuando se apague el ventilador de impulsión, una clapeta motorizada cerrará el conducto en el punto de entrada a la vivienda y así evitar entrada de aire frío y pérdidas de calor.

Los ventiladores, estarán controlados por una centralita de solar térmica o por un simple controlador PID.
El extractor superior irá conmutado, para que manual o automáticamente se encienda por la noche y revertir el calor acumulado por los refractarios a la habitación.

Por último, cabe señalar que los muros del cerramiento están construidos por su parte interior, por un tabique de bloque termoarcilla de 14 cm y por su parte exterior, por un murete de 16 cm de piedra, resultando un espesor de al menos 30cm con un buen comportamiento térmico.

La carpintería es de madera. Las ventanas de perfil europeo con doble cristal y contraventanas en el interior. La cubierta está realizada con bardos (rasillón cerámico) con una capa de 4cm de hormigón aligerado de arlita, acabada con teja moruna.

Y un vestíbulo a modo de doble puerta, evita las pérdidas al abrir la puerta que da al exterior.

Ufff!, esto es todo de momento.
Los que hayáis llegado hasta aquí, podéis empezar ahora a evaluar el diseño: sugerencias, pegas, preguntas…

Muchas gracias por vuestro tiempo y otras tantas por compartir en el foro.

Ayudaria un monton a entender tu proyecto si fotografias unos dibujos en papel sobre toda la instalacion. Perfil perspectva etc medidas... Muchas gracias y animo en tu labor.

Hola Jorge, gracias por tu respuesta.
Sí, cuento con ello. Aportaré esquemas, imágenes de materiales y demás. Dediqué un buen rato a redactar la propuesta de manera que cualquiera pudiera entenderla sin necesidad de imagen, pero está claro que una imagen vale más que mil...
Un abrazo y gracias otra vez.
E.