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CLIMATIZACION POR RADIACION MEDIANTE CAPILARES O TRAMA RADIANTE


INDICE:

DESCRIPCIÓN GENERAL

COMPOSICIÓN

PRODUCCIÓN

CAPTACIÓN

ALMACENAMIENTO

DISIPACIÓN

ALMACENAMIENTO

DESCRIPCION GENERAL


El sistema fue diseñado tomando como modelo el cuerpo humano. Así como el cuerpo utiliza la circulación sanguínea para regular su temperatura, el sistema riega las paredes o techos del edificio conagua a temperaturas que oscilan entre 15°C y 30oC. Las tramas toman el exceso de calor en un edificio del mismo modocomo lo hacen los vasos capilares en el cuerpo humano, evacuándolo al exterior en función de la necesidad y bajo un eficiente control. Este proceso se realiza de forma mucho mas económica que si se utilizara aire, ya que el agua precisa solamente de una milésima parte del volumen para transportar la misma cantidad de calor.

El sistema de climatización

La trama KaRo (Kappillar- Rohrmartten) fue inventada por el Doctor Donald Hebst en 1985 para el proyecto “La casa que ahorra energía” del Gobierno alemán.

Responde a los siguientes principios:

trabajar por un clima humano,

innovar inspirándose en la naturaleza,

economizar en el consumo de energía y

materiales, y

evitar las emisiones de ruido.

¿En qué consiste el intercambio de temperatura por radiación?

Consideremos dos superficies S1 y S2, que intercambian calor por radiación; por ejemplo, un techo frio y la piel de las personas dentro del local. Si una superficie (S1), en este caso el techo frio, es llevada a una temperatura diferente a la de las personas (S2),S1 intercambiara calor con S2 por efecto de radiación. De hecho, cada superficie, S1 o S2, emite hacia la otra superficie una cantidad de calor que varia en importancia según aumenta la diferencia de temperatura. La superficie S2, mas caliente, emite mascalor del que recibe y tiene pues, tendencia a enfriarse. Se dice que emite una radiación positiva.A la inversa, la superficie mas fria emite menos calordel que recibe, lo cual es considerado como radiación de frío.

Efecto de autorregulaciónSistema requiere temperaturas de agua muy moderadas. Esta particularidad conduce a un efecto de autorregulación, desconocido por los demás sistemas de climatización. De hecho, se produce una modulación automática de aportaciones según sea necesario.

Modulación según el número de personasEn frio, la autorregulación se debe al hecho que la temperatura del techo es generalmente del orden de 17 a 20 oC, con temperaturas del localcomprendidas entre 20 y 25 oC y temperaturasde la piel de los ocupantes de 32 oC.

COMPOSICION


El agua necesita soloun 10% de la energía

utilizada por ventiladoresen los sistemas de

climatización por airepara transportar la misma

cantidad de calor

¿Cómo funciona el sistema?

Dando vida térmica a los materiales: la envoltura de un edificio es recorrida por una red de tubos capilares por donde circula el agua fría o caliente. En el caso del edificio Transoceánica lo hace a 7 litros por segundo.Estos tubos, dispuestos en el techo, en las paredes o bien en el suelo, transforman las superficies inertes en elementos activosLa pieza clave del sistema está formada por un “entramado” de tubos flexibles de pequeño diámetro (2/3 mm) con sus colectores de alimentación.

Con sus tubos de pequeño diámetro, las tramas aseguran una excelente homogeneidad de temperatura en la superficie, superior a la de la mayoría de los sistemas convencionales. La diferencia entre las temperaturas media y menor del techo o paramento radiante es muy pequeña.

Permite reducir los consumos de energía hasta un 40% porque utiliza el agua como elemento de transmisión de temperatura.

El agua solamente necesita el 10% de la energía utilizada en los sistemas de climatización por aire para transportar la misma cantidad de calor.

Además, las temperaturas del agua requeridas para un funcionamiento óptimo del sistema son moderadas: 15-17º C para enfriar y 30-35º para calentar, lo que favorece la reducción del consumo de electricidad de los motores.

La diferencia de temperatura se establece, en unos 14 grados para las personas y en 3 a 5 grados para el local. Por ello, los intercambiostermicos son mas importantes con los ocupantes.Cuando ellos se ausentan del espacio climatizado, disminuye automatica e instantaneamente la emision de frio.

Modulación según la temperatura del localCuando la temperatura del local varia, la potencia de emision se adapta: sera mayor cuanto mas 32 ºC alta sea la diferencia de temperatura.

PRODUCCION


La climatización de una vivienda por geotermia solar consta de tres partes en su producción:

1-Intercambio con la Tierra

2-Intercambio con el suelo - Bomba de calor

3-Intercambio con el edificio o vivienda

1.- Intercambio de calor con aguas superficiales

Este sistema se basa en poner en contacto térmico agua que provenga de una fuente superficial con la unidad de intercambio geotérmico, según sean las necesidades por absorción o cesión de calor. Su ventaja es el bajo costo.

2.- Intercambio con el suelo Se puede realizar mediante dos sistemas:

2.1.- Directo de la bomba de calor

Cuando el intercambio entre el suelo y el condensador/radiador de la bomba de calor se realiza mediante un circuito cerrado de cobre enterrado, se dice que tenemos un intercambio directo. El circuito es un apéndice de la bomba de calor. Para una vivienda se pueden precisar entre 100 y 150 metros cuadrados de cañerías. Ventajas: bajo costo, la sencillez, y el buen rendimientoInconvenientes: posibilidad de fugas de gas y la servidumbre del terreno por ser un intercambio horizontal

2.2.- Circuito auxiliar independiente de la bomba de calor Cuando se dispone de un conjunto de cañerías enterradas, por las cuales se hace circular el agua, que a la vez intercambia el calor con el condensador / radiador, se dice que tenemos un intercambio mediante un circuito auxiliar independiente de la bomba de calor. Ventajas: buen rendimiento, baja presión en el circuito y evita grandes diferencias de temperatura.

2.2.1.- Circuitos horizontales

En este sistema la cañería de captación está enterrada en sentido horizontal, a una profundidad de unos dos metros aproximadamente. La superficie del terreno necesaria es aproximadamente de 1,5 m² de circuito por m² de vivienda que se debe climatizar, sobre los cuales no se aconseja la presencia de árboles. Esta superficie debe tener ningún pavimento; se recomienda recubrirla de césped o de algún tipo de arena. ventaja: tiene un costo más bajo que el del sistema verticalinconveniente: precio del terreno

2.2.2.- Circuitos verticales o pozos

La cañería de captación está enterrada en sentido vertical, con forma de U o doble U, en uno o varios pozos normalmente una relación del 100-130 % de metros de profundidad respeto a los metros de superficie a climatizar. Para una vivienda se suelen necesitar unos 120 m² de profundidad que puede estar compuesto por un solo pozo o más. Ejemplo: 1 pozo de unos 120 metros de profundidad como mínimo.

Otra solución posible es hacer 3 pozos de 40 metros; separados entre si por 4 o 5 metrosVentajas: Poca superficie de terreno, Mejor rendimiento que el sistema horizontalInconveniente: costo más elevado que el del sistema horizontal.

2.2.3.- Pilones , pantallas o cimientos de los edificios.

En el centro de Europa también se aprovecha como intercambio geotérmico , los muros y cimentaciones de las casas.

3-Distribución por un circuito cerrado de agua fría y caliente

Este sistema, para realizar el intercambio de calor, hace circular un caudal de agua por la superficie de la vivienda.

El agua se suele enfriar hasta 10 grados en verano y calentarse a 45 grados en invierno, de esta forma conseguimos la climatización de la vivienda. Por lo tanto las ventajas del suelo radiante son su grado de confort y su rendimiento muy alto, y el principal inconveniente es que duplica el sistema si se quiere ir a todo confort.

CAPTACION


La climatización de una vivienda por geotermia solar consta

Intercambio con la Tierra

Máquina que basándose en el Ciclo de Carnot, realizado por un gas, absorbe calor de una fuente para entregarla a otra que está a una temperatura superior.

Físicamente el condensador y el radiador pueden ser compatibles, hecho que permite cambiar el sentido del traspaso de calor de una fuente a otra, simplemente cambiando el sentido de la circulación del gas en el circuito. Por esto las bombas son reversibles y pueden dar calor o frío.

¿Qué aporta el sistema de captación de energía geotérmica solar a un climatizador por bomba de calor?

En el sistema de captación geotérmico, al disponer de una fuente a temperatura constante, el rendimiento siempre es óptimo sin que importen las condiciones de temperatura atmosférica.

Circuito de intercambio con la vivienda

Este sistema, para realizar el intercambio de calor, hace circular el aire por la superficie de la vivienda, distribuyendo aire frío / caliente por toda la vivienda, mediante canalizaciones aisladas térmicamente. Se puede utilizar para su distribución los “splits”, que son aparatos que pueden distribuir el calor o el frío a la vivienda utilizando el mismo circuito de la bomba de calor. Por lo tanto, con un sistema único de distribución de calor queda solucionada la distribución del frío y calor en la vivienda. Ventajas: bajo costo y la simplicidad de instalaciónInconvenientes: esencialmente su rendimiento bajo

Intercambio directo de la bomba de calor

ALMACENAMIENTO


La temperatura más baja de la masa térmica en un tanque de almacenamiento de agua enfriada estratificada es reducida sin reducir su densidad, por medio de la adición de nitrito de sodio y nitrato de sodio, solo o en combinación, conservando la estratificación térmica, de modo que tanto el agua tibia como el agua enfriada puedan ser almacenadas en el tanque, siendo éste un beneficio que no se obtenía anteriormente sin el uso de productos químicos que dañan el medio ambiente. Una solución de nitrito de sodio y nitrato de sodio disminuye el punto de congelación del agua enfriada a -13.2øC (8.3øF), y aún así, permite que el agua enfriada se estratifique en el tanque de almacenamiento.

Enfriar el agua

Depende de las temperaturas a las que se encuentre el agua y la temperatura a la que la quieras llevar, es decir, que tan fría o tan caliente se necesita y a que temperatura se encuentra.

Las torres de enfriamiento, por ejemplo, funcionan dejando caer agua desde cierta altura y sometiéndola al paso de una corriente de aire.

Para calentarla puedes usar un calentador solar, o exponiéndola directamente en un recipiente al sol.

Eso para cantidades de consumo domestico o industrial.

También de forma experimental, puedes utilizar cambios es la presión del agua. Pero es solo para cantidades pequeñas del orden de 50 ml. Económicamente sería muy caro para cantidades grandes.

Eficacia

La climatización tranquila se basa en el intercambio de temperatura por radiación entre las superficies climatizadas y los cuerpos de las personas. Una red de tubos capilares por donde circula agua fría o caliente se encastra en la superficie de techos, paredes o suelos, transformando las superficies inertes en elementos activos de climatización de frío o calor.

Proyecto Edificio Transoceánica

sistema de clima basado en geotermia, en el cual se extrae agua de un pozo de 100 metros profundidad, ésta es canalizada a un intercambiador de calor que va conectado a un circuito cerrado de agua dentro del edificio y circulará a través de capilares en los cielos de las oficinas. Cuando hace calor, el agua subterránea es más fría que el ambiente, entonces los cielos irradian frío y viceversa.

DISIPACION


Sistema renovación de aire

INTEGRACION


Confort

Sin ventiladoresA diferencia de otros sistemas, la climatización por radiación no necesita ventiladores. Esto permite:• preservar la calidad del aire, sin corrientes de aire molestas,• no producir ninguna molestia acústica,• minimizar los riesgos de contagio y contaminación relacionados con el airereciclado (atmósferas enfermas)

Sin corrientes de aireEl concepto de ventilación del sistema se basa en un 100% de aire nuevo filtrado, que se renueva sin crear corrientes.

Sin contaminaciónsin los inconvenientes del aire reciclado.Funcionando completamente con “aire nuevo”, las bacterias y parásitos no se difunden por el reciclaje del aire.

Sin ruidoEl intercambio de temperatura es silencioso. No existen ventiladores, ni motores. La transmisión térmica por radiación permite que los seres vivos intercambien temperatura suavemente con el entorno.

Flexibilidad

El sistema de climatización se adapta a las necesidades de cada proyecto: puede ofrecer sólo frío o calor, o ambos, y puede aplicarse a cualquier paramento de la construcción.

Ahorro

El sistema supone un importante ahorro en los costos de construcción: se reducen de 30/40 cm las alturas necesarias para los conductos de ventilación, así como el espacio requerido para máquinas y conducciones. Se calcula que un inmueble de 6 pisos puede tener 7 si se le aplica este sistema, manteniendo los mismos volúmenes de habitabilidad.

es posible ahorrar tanto enmateriales como en el costo total de la climatización.

http://www.geotics.net

http://www.karkres.com

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