Aire caliente a temperatura 90ºC, para su aplicación a Procesos Industriales y Calefacción.

Nominado en GENERA 2013 (Galería de Innovación)

Anexo 2 - Imagen

Título del proyecto

Aire caliente a temperatura 90ºC, para su aplicación a Procesos Industriales y Calefacción

Estado del Proyecto

A enero de 2.016 el proyecto “Aire caliente a temperatura 90ºC, para su aplicación a Procesos Industriales y Calefacción”, está totalmente ejecutado con pruebas que se describen en este anexo.

(Situación: para fabricación seriada)

Resumen del proyecto

El sistema propuesto, permite su inserción en los sistemas de producción de aire Industrial y Calefacción en sus instalaciones, también está dirigido al pequeño y medio usuario que podrá disponer, de un suministro energético simultáneo para las necesidades diarias de “Electricidad, Calefacción y Agua caliente sanitaria”, en una sola unidad.

El sistema (CSPA) por su diseño, permite amplificar la radiación solar proyectada sobre los captadores, aumentando hasta el doble la energía entregada al sistema de captación.
Esta característica específica del sistema, da lugar a un incremento sustancial de temperatura de aire circulante y mayor producción de aire con menor superficie colectora, incidiendo en menores costos de instalación y espacio ocupado, la unidad al ser modulada permite ajustar la demanda, a las necesidades solicitadas por el usuario.

El sistema al utilizar aire como medio de transferencia térmica, presenta determinadas ventajas con respecto al agua para las instalaciones de calefacción por energía solar, que a continuación se describen.

  • Nulo mantenimiento del sistema, al ser inmune a las heladas y a altas temperaturas.
  • En los captadores de aire, no existen problemas derivados de fugas con vertido, corrosión del circuito, roturas y atascos.
  • Al ser el intercambio térmico con aire, es efectuado de forma directa.
  • Posibilidad de disponer de acumulación (lecho de grava).

La finalidad última de todo sistema de calefacción es calentar el aire del recinto, en este caso resulta mucho más sencillo impulsar el aire a través de los captadores solares, directamente al recinto a calentar, técnica que no precisa introducir unidades de intercambio térmico, como ocurre en los captadores que utilizan sistema de transferencia agua, así como poder efectuar cíclicamente renovaciones de aire sin abrir las ventanas.
El sistema de calefacción solar por aire reduce la humedad relativa, para ofrecer un ambiente más saludable y proteger el recinto a calentar contra mohos y humedades

Aspecto Económico

Se ha tenido un especial interés en el diseño, reduciendo notablemente los costes del sistema de captación solar y así permitir un correcto retorno de la inversión económica dirigida a los Sectores Industriales y Sociales, para la obtención de aire caliente a 90ºC, temperatura usual en la mayoría de los procesos de calentamiento que en la actualidad se realizan con energía fósil.

El tiempo de “retorno económico” de las instalaciones de captadores solares de aire existentes en el mercado están situadas de 7 a 8 años, mientras que el nuevo sistema solar térmico de aire “Captación solar Amplificada (SCPA)”, permite reducir de 5 a 6 años en función del precio actual del gasóleo ó gas. El diseño del captador solar (SCPA) por sus elevadas prestaciones dispone de una vida superior a 25 años.

Resumen de las características fundamentales

  • Duplicar la energía solar proyectada sobre los captadores.
  • Reducción hasta un 50% de la superficie captadora.
  • Nulo mantenimiento del sistema.
  • Mayor temperatura de aire caliente
  • Producción termo-solar balanceada estacional, duplica la captación en inviernp para calefacción.
  • Reducción sustancial de los costes derivados de acumulación.
  • Reducción de espacio y costos de la instalación solar.
  • Duplicar el equivalente de CO2 evitado, por m2 de colector solar.

Comparativo térmico (Incremento de temperatura)

Gráfico comparativo térmico

Simulación producción de aire caliente

Gráfico simulación de producción de aire caliente

Evaluación en vivienda unifamiliar situada en la sierra de Madrid

Gráfico vivienda unifamiliar

Datos de medida

  • Datos tomados en octubre de 2015
  • Superficie vivienda: 75 m2
  • Superficie de captación: 6 m2
  • Factor de amplificación medio (Fxm): 1,6 soles

Aplicaciones del Aire caliente solar

Instalaciones domésticas

  • Viviendas individuales
  • Segundas residencias
  • Residencias con necesidad de deshumidificación y/o ventilación
  • Refugios de montaña
  • Casas rurales
  • Clubs de ocio
  • Campings

Instalaciones insdustriales/agrícolas

  • Procesos de secado agrícola
  • Procesos de secado industrial
  • Naves/oficinas con demanda de calefacción/ventilación

Instalaciones en edificios públicos

  • Grandes superficies comerciales
  • Hospitales, hosteleria
  • Superficies deportivas cubiertas
  • Piscinas públicas cubiertas

En instalaciones de granjas en general

Las instalaciones de producción intensiva de animales “Granjas”, requieren de una notable aportación térmica, la cuantía de estas necesidades térmicas vienen determinadas por la especie producida y la zona climática de implantación de la instalación.

Las características descritas permiten reducir sustancialmente, los costos de producción así como su adecuación a la normativa UE, también los animales serán notablemente beneficiados.

Fig. Instalaciones de granjas