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Calefacción ecológica y económica para viviendas
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Autor:  mmcompu [ Mar Feb 05, 2019 6:54 am ]
Asunto:  Calefacción ecológica y económica para viviendas

Hola, recurro nuevamente a ustedes para que me ayuden a evaluar una idea.
Me pidieron ayuda para presentar un proyecto productivo, para calefaccionar viviendas en zonas rurales muy pobres, la idea que traían era instalar placas fotovoltaicas, almacenar la energía y en la noche calentar las viviendas con calefactores eléctricos, evidentemente no es económicamente viable para esas zonas, entonces les hablé de los sistemas de calefacción por aire, que ya instalan en ese tipo de zonas, básicamente es un panel en el que el fluido caloportador es aire, son mucho más sencillos y económicos que los calentadores solares para agua.
El problema, es el almacenamiento, porque no ayuda mucho calentar la casa de día, en México no tenemos temperaturas extremas mientras hay sol, solo se requiere hacerlo de noche.
Se me ocurre almacenar agua calentada por los paneles, en cisternas hechas de concreto con unicel, que es un buen aislante térmico, digamos una cisterna de diez mil litros, que almacene agua a unos 50 grados C, en las noches, cuando las temperaturas bajan, se haría circular esta agua por un piso radiante de pex al pex, instalado en las habitaciones, suelen ser casas muy pequeñas, con una o dos habitaciones, pisos de concreto o tierra, pero se me complican los números, ¿creen que esa cantidad de agua, a esa temperatura, sea suficiente para calentar una habitación por 12 horas? obvio tendríamos que invertir en sellar las habitaciones, pero aún así, no tengo ni idea si es remotamente viable.

Autor:  E.MC [ Mar Feb 05, 2019 12:17 pm ]
Asunto:  Re: Calefacción ecológica y económica para viviendas

hola.
tu planteamiento es relativamente facil y no tan facil.
primero ustedes en mexico contruyen con unos ladrillos preechos de cemento y algun aislante como unicel telgopor, o con perlita, yo los e visto y son super livianos, eso ya aisla mucho.
con respecto a acumular calor esta complicado, ya que depende de las horas de sol, temperatura ambiente, temperatura de la noche y sus horas, tipo de panel, tipo de aislacion del mismo y sus perdidas y de cuanto calor pega del sol y por cuantas horas en el los paneles.
si es sona rural, pues mejor hacer generadores de biogas y con eso safan el gas de coccion de alimentos, calefaccion de la casa, y agua caliente para el baño.
para mi es la mejor solucion, a la vez que es una solucion ecologica, la cual aprovecha los desechos humanos tanto de alimentacion como de excrecion, lo mismo que de los animales que pudiecen tener, mas residuos de podas.
estufas bien diseñadas para leña, con buena combustion y aprovechamiento de los humos calientes, con masas de ladrillos donde aprovechar y acumular calor como en las estufas rusas.
igualmente se podria agregar paneles solares de aire caliente para aprovechar lo que da la naturaleza a costo CERO.
saludos.

Autor:  joseluis7696 [ Mar Feb 05, 2019 7:06 pm ]
Asunto:  Re: Calefacción ecológica y económica para viviendas

Muy interesante la oportunidad de participar y ayudar en un proyecto así. Pero también requiere bastante trabajo e inventiva.

Algunos comentarios:

- La solución de almacenar la energía solar en baterías eléctrica es muy costosa e ineficiente. Un cálculo rápido, si pones un calefactor eléctrico del tipo convector de 2 Kw por cada habitación y los usas 8 horas durante la noche necesitarás almacenar s menos 32 Kwhora. Es muchísimo.

-Calentar un fluido como ser agua es viable y he leído sobre algunas casas experimentales que calefaccionan con ese principio. Están literalmente construidas sobre un gran cisterna bien aislada y se suponen almacenan calor en el verano para calefaccionar moderadamente todo el invierno. No es tu caso y mejor ni pensar cuánto cuesta eso. Además e el agua es cara y pesada, aparte que necesitas bombas eléctricas para hacerla circular.

-Usar pisos radiantes no es posible en esas construcciones rurales, habría que aislar muy bien hacia abajo y lleva bastante tubería, y sus sistema de circulación.

- Los Romanos inventaron la calefacción por circulación de humos de un hogar de leña, circulando por debajo de la casa y son todavía visibles en las ruinas de sus Termas. Pero eso es muy ineficiente, se desperdicia mucho calor y además es muy contaminante.

En tu caso, si llegases a disponer de un fluido caliente (agua, aceite) , lo más fácil y económico es hacerlo circular por radiadores de agua caliente convencionales, que no son muy caros.

- El biogas puede ser, pero no se justifica para instalaciones individuales, solo si las casas estuvieran agrupadas y se pudiera usar una estación de biogas común para todas. Esas instalaciones son caras y peligrosas, no pueden improvisarse y deben ser controladas por personal entrenado convenientemente. Tienen problemas de efluentes tóxicos y malos olores.

Una idea personal es que utilices el sol durante el día para calentar piedras y en la noche circules el aire de las habitaciones por esas piedras para transferir calor. Dicho así parece fácil, pero hay que ver dónde se ponen las piedras y cómo se calientan con el sol. La idea viene de los acumuladores de calor eléctricos, que se usan con tarifa eléctrica diferenciada día (cara) - noche (más barata). En la ciudad no es posible calentarlas con el sol, pero en el campo podría ser posible. Hay que inventar el modo de calentarlas mucho y que estén aisladas térmicamente. No sé si es posible.

Finalmente los captores de luz/calor solar son bastante caros aunque pienso que se podrían hacer artesanalmente si no se quiere mucha sofisticación.

Supongo que allá, como en todas partes, hay días sin sol, a veces varios seguidos. Hay que tener en cuenta esa intermitencia para ver si es aceptable.

Autor:  mmcompu [ Mar Feb 05, 2019 11:53 pm ]
Asunto:  Re: Calefacción ecológica y económica para viviendas

sí, el panel captador lo tengo resuelto, con lámina galvanizada o aluminio en hojas, pintados de negro (spray para asadores) y el cuerpo pienso hacerlo en durock (panel de fibrocemento).
La cisterna de diez mil litros no implica problema, es trabajo que los mismos pobladores pueden hacer y añadirle el unicel es viable, aquí todavía hay muchísimo en los tiraderos.
El costo debe mantenerse bajo, pero tampoco tiene que ser completamente gratis, estamos pensando utilizar créditos del fideicomiso para ahorro energético que son accesibles, con que cueste 300 euros o menos, siempre que les permita ahorrar a futuro.
Anoche estuve viendo las estufas ecológicas, hay un modelo que, con muy poca leña, alimenta 4 quemadores, un horno y un depósito para hervir agua, luego sacan el humo por una chimenea, se me ocurre que con el calor residual de esa chimenea y lo que capte con páneles, tenemos calor de sobra, incluso, si no fuera suficiente, podrían dejar algo de leña quemando por las noches, el asunto es que si no hay un almacén de calor, tendría que ser una buena cantidad para que dure toda la noche encendida y la idea es reducir el consumo.
En muchos hogares es lo que hacen, pero ponen la leña a quemar dentro de la casa, en un anafre y ha habido muertes por esa causa, de hecho hay una campaña en radio para prevenir estos accidentes.
Por lo anterior, supongo que la mejor opción será recurrir a esas estufas, ya sea con una cisterna de agua como almacén, o almacenando calor en el propio piso de las habitaciones, ¿tienen idea de algún buen material para hacer un piso radiante que almacene el calor? ¿saben cuánto calor se podría almacenar en una cisterna de diez mil litros sin anticongelantes, para aprovecharla también como agua para la vivienda?
Tenemos disponible tubería de pex al pex o tubería negra para riego y no es muy cara, pero habría que instalarla sobre algún material que le ayude a guardar calor.
Otro detalle es que en México prácticamente no hay lugares permanentemente fríos, de día suele hacer algo de calor y de noche fríos, que normalmente son bastante tolerables, por lo que el invento tiene que trabajar a demanda, se me ocurre que con una palanca que redirija el calor a la chimenea o a la casa.

Autor:  Rovellat [ Mié Feb 06, 2019 12:07 am ]
Asunto:  Re: Calefacción ecológica y económica para viviendas

Una vez calculé una calefacción solar, y me salían 60m2 de cristal, mucho. La piedra es un buen acumulador, mas que nada por su nulo mantenimiento, y la mejor calefacción es la que no se escapa, y se escapa sobre todo por el techo.

Autor:  BARACUS [ Mié Feb 06, 2019 1:17 am ]
Asunto:  Re: Calefacción ecológica y económica para viviendas

Hola, pregunta, partís de una casa ya echa, o van a hacer casas?, si son casas rurales y de gente como decís pobre, el tema aislación es el mas importante, seguro tiene unas perdidas enormes, no van a poder calefaccionar con nada que sea barato, (solucionar las perdidas, tampoco es barato), si por el contrario van a construir las casas, e visto (y estado dentro) de casas con: piso, techo y paredes de telgopor (poliestireno expandido), es sencillamente impresionante la aislación para invierno y verano, ademas es relativamente económica de construir, supongo, que a menos que sea zona de montaña, por la altura de los paralelos de México, las temperaturas no deben ser extremas, cuidando la orientación de la casa, aprovechando el calor del día entrando por las ventanas, y cerrando estas con postigos al caer el sol, con el calor que genera las propias personas en el interior, se puede mantener una temperatura aceptable.
Ademas, no se si es un proyecto privado, o estatal, pero, cualquier sistema que requiera de cierto mantenimiento en el tiempo, por lo general fracasa, por falta de previsión de costos a largo plazo, creo que en toda latinoamerica es igual...

https://www.google.com.ar/search?rls=co ... MEQrlMfLLM

Imagen

Autor:  emiliano [ Mié Feb 06, 2019 2:26 am ]
Asunto:  Re: Calefacción ecológica y económica para viviendas

Hola, buenas noches/días.

Una refrescada de estos conceptos puede ayudar https://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico

Un saludo, y buen proyecto!

Autor:  emiliano [ Mié Feb 06, 2019 2:39 am ]
Asunto:  Re: Calefacción ecológica y económica para viviendas

También: https://es.wikipedia.org/wiki/Almacenamiento_de_calor

y https://es.wikipedia.org/wiki/Arquitect ... %C3%A1tica

y los enlaces al pie de pagina " Véase También"

Saludos!

Autor:  joseluis7696 [ Mié Feb 06, 2019 10:52 am ]
Asunto:  Re: Calefacción ecológica y económica para viviendas

Citar:
¿saben cuánto calor se podría almacenar en una cisterna de diez mil litros sin anticongelantes

Las cuentas son más o menos así:

La cantidad de calor almacenada es una cosa y la que es extraíble es otra y es menor que la almacenada. En tu caso estimo que podrías calentar el agua a 50ºC y enfriarla en la calefacción hasta 30ºC, el diferencial es 20ºC

La extraíble es: masa de agua (gramos) x diferencial de temperatura (T inicial - T final) = calorias

En tu caso, 10^4 x 20 x 10^3 = 200.000.000 calorías (caloria pequeña).

Para permitir la comparación con una calefacción eléctrica convencional, conviene pasar las calorías a KwHora:

200.000.000 Cal --> 232 KWhora

Como estimamos ayer que necesitaras al menos 32 Kwhora, el sistema sería suficiente (en cuanto a almacenamiento) y podrías trabajar con 2 m3 en vez de 10 m3.

Todo esto si no me he liado con los cálculos, por favor revisarlos.

Pero el tema del aislamiento es fundamental, como bien te han alertado. Y es un tema complicado porque el aislamiento de casas y edificios con polímeros como ser el poliuretano proyectado o el poliestireno expandido genera riesgos graves en caso de incendios y es posible que se prohíba o reglamente con muchas limitaciones.

Sobre todo tras los incendios del edificio en Londres hace unos meses y el de ayer en París, con 10+ muertos. Es cierto que no se habla (todavía) de esos materiales peligrosos en el caso de París (pero sí está muy comprobado en el de Londres), pero dada la virulencia y rapidez de propagación del incendio en un edificio construido en 1970, es muy probable que aparezca el tema en estos próximos días. El riesgo es mucho mayor en edificios multiplanta y multifamiliares y no tanto en casas campesinas, pero creo que igual hay que tenerlo en cuenta.

Para calentar con captores caseros tendrás que hacerlos mucho más grandes que lo teórico y si son parabólicos tienes que ver el tema de cómo seguir el sol durante el día. No es problema sencillo.

Necesitarás al menos un intercambiador de calor para calentar el agua de la cisterna y luego otro para los radiadores de agua caliente. También puedes circular toda el agua directamente, pero hay riesgo de contaminación si después quieres usarla como potable.

En fin, posible es, pero no es sencillo.

Autor:  Rovellat [ Mié Feb 06, 2019 5:28 pm ]
Asunto:  Re: Calefacción ecológica y económica para viviendas

Llevo muchos años batallando con el tema, utilizé termoarcilla algo así como 10 años antes de que se implantase; peleas con el albañil porque me hacía puentes térmicos entre los dos cordones de masa de la termoarcilla, estoy poniendo XPS de 10 cm, y me llaman loco, y mi mujer que no queda casa, en fin que algunas nociones tengo.

Poliestireno expandido, porexpan, telgopor, corcho blanco, o como lo querais llamar. Lo uso de bovedilla; me sale al mismo precio que las de hormigón. no como aislante propiamente dicho, ya que hay puentes térmicos por todos lados, pero evidentemente algo hará. Lo primero que hize fué darle con el soplete; se quema, pero se extingue inmediatamente la lama. Seguro que sus vapores no son muy sanos, pero inflamable no lo es, por lo menos el que se vende para construcción.

XPS o poliestireno extruido de alta densidad; al igual que el expandido, es autoextinguible.

Como dice Barracus, se hace un armazón de poliestireno, se refuerza con mallazo bien trabado, y se gunita. La casa ideal, la mas barata, la mas aislante; eso si, acabado rústico, que puede quedar muy bonito si se sabe hacer. Hay que evitar totalmente los puentes térmicos, son tres cáscaras como las cebollas, exterior de hormigón, (concreto), intermedio de porexpan, e interior de hormigón. El hormigón interior y el exterior, no se pueden tocar en ningún punto, ni suelo, ni techo, ni paredes, es como si se hiciese un condensador eléctrico, sus armaduras, y su dieléctrico.

Requiere de soluciones ingeniosas para puertas y ventanas, pero es lo mas efectivo.

En el interior ha que poner bastante masa térmica, sea en la forma que sea, cemento, ladrillo, piedra, es lo que suaviza los cambios de temperatura del día a la noche, y algo mas. La vida diaria produce el calor suficiente para no tener que usar ningún otro sistema de calefacción.

Saludos.

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