Calefaccion y Refrigeracion Rural

Calefaccion y Refrigeracion Rural.

* La Calefacción de bajo consumo es una necesidad en granjas y en viviendas aisladas.
* La Refrigeración eficiente también es un requisito para cualquier edificio Rural que quiera depender de las energías renovables.
* En los dos casos, un buen aislamiento térmico y unas pautas de conducta permitirán un ahorro muy importante de energía.

Sistemas eficientes de calefacción.

El calor generado en una caldera o un calentador se tiene que transferir a los espacios, personas, animales o plantas de la manera más eficiente posible. Las claves para la calefacción de bajo consumo de calor que mejor se adaptan a las energías renovables son:

  • La baja temperatura del circuito de calefacción (agua, aire, etc.).

  • Gran superficie de evacuación del calor, como por ejemplo una calefacción por suelo radiante.

  • Inercia térmica importante de los materiales de calefacción y cambio lento de la temperatura ambiente.
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Hay un montón de opciones para la calefacción eficiente:

  • Suelo radiante con tuberías de agua.

  • Radiadores de zócalo.

  • Paneles de agua caliente con emisión infrarroja directamente sobre los objetos en lugar de calentar el aire ambiente.

  • Muchos otros productos de calefación de bajo consumo.

Cuando la energía renovable es la única fuente para la calefacción, no se recomienda el uso de electricidad para generar calor directamente. Siguiendo las leyes de Joule, 1 vatio de electricidad entrega en una resistencia eléctrica sólo 1 vatio de calor. Pero para producir 1 vatio de electricidad por lo general necesitan 3 vatios de energía térmica primaria.

Lo más eficaz escalentar con una caldera de biomasa en la que el 95% del calor de combustión se transfiere directamente al circuito de calefacción de agua.

Sin embargo, las cosas están cambiando muy rápidamente. Los paneles solares fotovoltaicos están reduciendo drásticamente sus precios, haciendo más barato generar electricidad. Y las últimas bombas de calor tienen un uso muy eficiente de la energía para la calefacción y la refrigeración. Así , contra la lógica de las energía renovables, veremos en el futuros sistemas de calefacción basados ​​en electricidad en instalaciones autónomas.

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Sistemas Eficientes de Refrigeración.

El sistema más común que se utiliza para la refrigeración del espacios es el aire acondicionado que funciona en ciclos termodinámicos de refrigeración. A heat pump is a machine that transfer heat from one location of the circuit to another part of the circuit (disipador de calor) at a higher temperature using mechanical work (compresor) o una alta temperatura de la fuente de calor (v.g.. calor solar térmica).

Circuito de la bomba de calor: Un fluido refrigerante entra en un compresor eléctrico en forma de gas, sobrecalentandose. El vapor caliente circula a través de un condensador que lo enfría, eliminar el sobrecalentamiento (v.g.. calentamiento de agua o aire) y se condensa en líquido. Cuando el refrigerante líquido pasa a través de una válvula de expansión, se vuelve de nuevo parcialmente en vapor a temperatura muy baja. El líquido-vapor frío viaja a través de los conductos del evaporador y se vaporiza completamente a nivel interno al irse calentando, mientras transfiere el frío al aire externo, impulsado por un ventilador a través del evaporador. El vapor resultante vuelve al compresor para volver a empezar el ciclo termodinámico.

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Refrigerador por Absorción: Un líquido refrigerante se evapora en un producto refrigerante a baja concentración (amoníaco o agua). Al evaporarse, extrae el calor, con lo que se enfría. En una zona absorbente, el refrigerante gaseoso se disuelve en otro líquido (agua o bromuro de litio). Mediante eñ calentamiento externo, el refrigerante se evapora, saliendo de este líquido. Condensado de nuevo a través de un intercambiador de calor, el refrigerante líquido repone el suministro en el evaporador, para completar el ciclo. El calor inicial puede provenir de un sistema solar térmico a aproximadamente 90 º C / 194 º F para extraer una temperatura de aproximadamente 7 ° C / 45 º F en otra parte de los circuito. Sistemas de trabajo con una mayor temperatura inicial pueden producir alrededor de -5 ° C / 23 º F en el enfriamiento.

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Enfriador evaporativo: Es una alternativa de refrescamiento de bajo costo , bien adaptado a las energías renovables. Cuando un flujo de aire pasa a través de una cortina de agua, aumenta su humedad y se enfría unos 10°C (50ºF) respecto a la temperatura de entrada. Es decir, si el aire exterior seco está a 35ºC (95ºF), un sistema evaporador suministra  25°C (77ºF) dentro del edificio, lo que podría ser aceptable.

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Las bombas de calor eficientes con intercambiador de aire se utilizan en todo el mundo para acondicionamiento de locales, necesitando sólo electricidad. Usando la inercia térmica del subsuelo, los intercambiadores geotérmicos tienen un rendimiento más elevado que los de aire. Los refrigeradores de absorción no están siendo muy utilizados debido a la inversión requerida, ya que su eficiencia solo es razonable para grandes instalaciones.

Sin embargo, existen nuevos e interesantes desarrollos que convertirán los pequeños refrigeradores de absorción de una buena solución para las actividades agrícolas, ya que el rendimiento del calor solar térmico tiene su máximo en verano, obteniendo entonces su mayor capacidad de refrigeración, justo cuando se necesita el aire acondicionado.

Aislamiento térmico.

Ya sea para calentar o enfriar espacios, la inversión más rentable comienza con un aislamiento térmico muy bueno de paredes y ventanas. Cuando la calefaccion y refrigeracion rural provienen de energías renovables (eléctrica o térmica), el aislamiento térmico es una necesidad para ahorrar en la inversión inicial y el consumo anual.

En condiciones de frío, el objetivo es reducir el flujo de calor fuera del edificio: barreras de aire de infiltración, ventanas, puertas, techos y paredes. Los materiales de aislamiento puede ser: celulosa, lana de vidrio, lana de roca, poliestireno, espuma de poliuretano, fibra de madera, fibra de planta, aislamiento de paja, fibra animal, cemento, tierra y suelo, etc.

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En condiciones de calor, se tiene que reducir la radiación solar como fuente de calor sobre el edificio. En este caso, se pueden hacer varias mejoras: sombreado, techos color claro, pinturas y recubrimientos reflectores de calor, recubrimientos especiales y barreras radiantes.

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Pautas para el ahorro de energía en la calefaccion y refrigeracion rural.

En primer lugar, el aislamiento térmico tienen que ser máximo. Después, el sistema de calefacción o de refrigeración tiene que ser el más eficiente. Finalmente, el gasto de energía estará relacionado con nuestro comportamiento y hábitos. Algunas breves recomendaciones:

  • En invierno, las habitaciones no deben estar a más de 20ºC / 68ºF.

  • Mantener la temperatura interior lo más constante posible.

  • En verano, el aire acondicionado no debe estar a menos de 26ºC / 79ºF.

  • En los hogares, en invierno, sólo tiene que abrir las ventanas unos pocos 10 minutos para renovar el aire, no más.

  • Tener paciencia en alcanzar la temperatura objetivo. Los pequeños sistemas de calefacción o refrigeración, basados en las energías renovables, requerirán más tiempo para conseguir la temperatura. Es similar a que los coches modestos aceleran más despacio que los coches potentes.

Calefaccion y refrigeracion rural y agrícola.

Las edificaciones rurales aisladas o las actividades agrícolas tienen algunos requisitos especiales que deben resolverse si el sistema de calefaccion y refrigeracion rural proviene de energías renovables:

  • Ganadería, aves de corral, y actividades similares requieren una renovación de aire importante, haciendo más difícil calentar o enfriar un edificio cerrado.

  • Los invernaderos y naves similares para el crecimiento de los vegetales necesitan requisitos térmicos muy especiales, dependiendo de cada planta y ubicación climática.

  • Los hogares aislados de la red tienen una cantidad muy limitada de electricidad procedente de sistemas autónomos (Energía Solar Fotovoltaica, generadores diesel, etc.).
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En esos casos, las tecnologías de calentamiento o de enfriamiento puede ser:

  • Lámparas infrarrojas de calor directamente a los pollitos.

  • Calentamiento de agua por infrarrojos para cerdos.

  • Calentamiento del aire (caldera de biomasa + ventilador) para edificios agrícolas.

  • Los ventiladores (adaptada para alimentar pequeña energía renovable).

  • Enfriador evaporativo para refrescar el ganado, aves de corral o vegetales.

  • Sistemas de rociar agua directamente sobre los animales o las plantas.

  • Energía geotérmica para calefacción y refrigeración.

  • Construcción bioclimatica activa y pasiva, etc.

Uno de los objetivos de naRural energy es recopilar y compartir ejemplos en todo el mundo de la calefacción o la refrigeración a bajo costo para los edificios rurales.

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