Chimenea Solar

Una chimenea solar , a menudo denominada chimenea térmica , es una forma de mejorar la ventilación natural de los edificios mediante la convección del aire calentado por la energía solar pasiva . Una descripción simple de una chimenea solar es la de un pozo vertical que utiliza energía solar para mejorar la ventilación natural de la chimenea a través de un edificio.

La chimenea solar ha estado en uso durante siglos, particularmente en el Medio Oriente y el Cercano Oriente por los persas , así como en Europa por los romanos .

En su forma más simple, la chimenea solar consiste en una chimenea pintada de negro . Durante el día, la energía solar calienta la chimenea y el aire dentro de ella, creando una corriente ascendente de aire en la chimenea. La succión creada en la base de la chimenea se puede usar para ventilar y enfriar el edificio de abajo. [1] En la mayoría de las partes del mundo, es más fácil aprovechar la energía eólica para tal ventilación como con un atrapavientos , pero en los días calurosos sin viento, una chimenea solar puede proporcionar ventilación donde, de lo contrario, no habría ninguna.

Sin embargo, hay una serie de variaciones de la chimenea solar. Los elementos básicos de diseño de una chimenea solar son:

El área del colector solar: puede ubicarse en la parte superior de la chimenea o puede incluir todo el pozo. La orientación, el tipo de acristalamiento, el aislamiento y las propiedades térmicas de este elemento son cruciales para aprovechar, retener y utilizar las ganancias solares.

El conducto de ventilación principal: la ubicación, la altura, la sección transversal y las propiedades térmicas de esta estructura también son muy importantes.

Las aberturas de entrada y salida de aire: los tamaños, la ubicación y los aspectos aerodinámicos de estos elementos también son significativos.

Se ha propuesto un principio para la generación de energía solar , utilizando un gran invernadero en la base en lugar de depender únicamente del calentamiento de la chimenea. (Para obtener más información sobre este tema, consulte Torre de corriente ascendente solar ).

Las chimeneas solares están pintadas de negro para que absorban el calor del sol de manera más efectiva. Cuando el aire dentro de la chimenea se calienta, se eleva y saca el aire frío del suelo a través de los tubos de intercambio de calor.

Las chimeneas solares, también llamadas chimeneas de calor o acumuladores de calor, también se pueden usar en entornos arquitectónicos para disminuir la energía utilizada por los sistemas mecánicos (sistemas que calientan y enfrían el edificio a través de medios mecánicos). El aire acondicionado y la ventilación mecánica han sido durante décadas el método estándar de control ambiental en muchos tipos de edificios, especialmente oficinas, en países desarrollados. La contaminación y la reasignación de los suministros de energía han llevado a un nuevo enfoque ambiental en el diseño de edificios. Las tecnologías innovadoras junto con los principios bioclimáticos y las estrategias de diseño tradicionales a menudo se combinan para crear soluciones de diseño nuevas y potencialmente exitosas. La chimenea solar es uno de estos conceptos actualmente explorados por científicos y diseñadores, principalmente a través de la investigación y la experimentación.

Una chimenea solar puede servir para muchos propósitos. La ganancia directa calienta el aire dentro de la chimenea haciendo que se eleve por la parte superior y atraiga el aire desde la parte inferior. Esta extracción de aire se puede usar para ventilar una casa u oficina, para extraer aire a través de un intercambio de calor geotérmico o para ventilar solo un área específica, como un inodoro de compostaje.

Se puede crear ventilación natural al proporcionar respiraderos en el nivel superior de un edificio para permitir que el aire caliente se eleve por convección y escape al exterior. Al mismo tiempo, se puede aspirar aire más frío a través de respiraderos en el nivel inferior. Se pueden plantar árboles en ese lado del edificio para proporcionar sombra para que el aire exterior sea más fresco.

Este proceso de ventilación natural puede ser aumentado por una chimenea solar. La chimenea debe ser más alta que el nivel del techo y debe construirse en la pared orientada hacia el sol. La absorción de calor del sol se puede aumentar mediante el uso de una superficie acristalada en el lado que mira hacia el sol. El material absorbente de calor se puede usar en el lado opuesto. El tamaño de la superficie de absorción de calor es más importante que el diámetro de la chimenea. Una gran superficie permite un intercambio de calor más efectivo con el aire necesario para el calentamiento por radiación solar. El calentamiento del aire dentro de la chimenea mejorará la convección y, por lo tanto, el flujo de aire a través de la chimenea. Las aberturas de los conductos de ventilación en la chimenea deben estar lejos de la dirección del viento predominante .

Para maximizar aún más el efecto de enfriamiento, el aire entrante puede ser conducido a través de conductos subterráneos antes de permitir que

...