Construcción de prototipo de invernadero para precalentar el aire de ventilación y obtener ahorros energéticos en los edificios

Resumen

Instalando invernaderos en la cubierta de los edificios es posible precalentar el aire de ventilación reduciendo las pérdidas provocadas por la renovación de aire y disminuyendo la demanda de calefacción. Se han diseñado unos módulos de invernadero optimizados para obtener los mayores ahorros energéticos posibles, que se pueden ir acoplando entre sí para formar un único invernadero mayor, lo que permite mejorar su adaptabilidad a distintos emplazamientos en las cubiertas de los edificios y a las necesidades energéticas de diferentes tipos de edificios. Con el fin de profundizar en el diseño de este sistema, se ha construido un prototipo de uno de estos módulos en la terraza de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU). El módulo cuenta con una sección con forma de triángulo rectángulo, con la hipotenusa totalmente acristalada y orientada al sur para captar la mayor radiación solar posible y con el resto de las superficies opacas y aisladas para evitar las pérdidas térmicas. Se ha construido mediante una estructura de chapa galvanizada plegada que a su vez sirve de envolvente a la que se ha añadido paneles de aislamiento mediante un aglomerado de corcho expandido de 8 cm de espesor. Para cerrar la zona orientada al sur se ha colocado un vidrio doble bajo emisivo sobre la subestructura metálica. Con el objetivo de que el prototipo opere bajo condiciones reales, se ha acoplado un sistema de ventilación cuyo ventilador es regulado mediante un potenciómetro. Este ventilador introduce el aire exterior por la zona inferior del módulo y una vez precalentado, sale a través de una rejilla situada en la parte superior de la cara opuesta del cerramiento. Para poder monitorizar su comportamiento se ha dotado al prototipo de distintos sensores. La variación temperatura del aire se mide mediante sensores colocados a la entrada y la salida del mismo, y en dos puntos del espacio interior. Con el objetivo de analizar la resistencia térmica de la envolvente opaca, se han instalado a ambos lados del cierre sensores de temperatura superficial. Por último, se han instalado, dos termoanemómetros de hilo caliente (a la entrada y salida del aire) para determinar el caudal de aire que se introduce en el invernadero. Todos estos datos se recogen mediante un adquisidor de datos situado en la parte trasera del prototipo. Estos datos servirán para caracterizar el comportamiento térmico del invernadero. Además, los datos registrados permitirán calibrar los modelos matemáticos desarrollados, y de esta forma, estimar la reducción de la demanda de calefacción y el consumo energético asociado a la renovación de aire en otro tipo de edificios, situaciones y configuraciones del invernadero.