Proyecto Fisica 2 Final 5s68l
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- Words: 5,998
- Pages: 39
FACULTAD DE INGENIERIA << CONSTRUCCIÓN DE UN MURO TROMBE >> AUTORES: LOYOLA ACUÑA, Mar Anthony. RODRIGUEZ SANCHEZ, Lizeht Jhamaly.
DOCENTE: CARLOS ABANTO, Edinson Isai.
CURSO: FISICA II-LABORATORIO
TRUJILLO - 2016
PROYECTO DE FISICA II
2
TÍTULO: << CONSTRUCCIÓN DE UN MURO TROMBE >> AUTORES:
LOYOLA ACUÑA, Mar Antony.
RODRIGUEZ SANCHEZ, Lizeht Jhamaly.
DURACIÓN DEL PROYECTO:
4 semanas, del 22 de agosto hasta el 22 de septiembre del 2016. 22 de septiembre hasta el 27 de octubre del 2016.
CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO
Etapas
Fecha de inicio
Fecha término
1 2 Total
22 / 08/ 16 27 / 09/ 16
22 / 09 / 16 27 / 10 / 16
PROYECTO DE FISICA II
Dedicación semanal (Hrs) 2 horas 3 horas 20 horas
3
DISTRIBUCIÓN DE ACTIVIDADES DE PROYECTO POR ESPECIALIZACIÓN
ACTIVIDA D Búsqueda de informació n (marco teórico) Redacción informe (FASE 1)
RESPONSABL E
FECHA AUTOEVALUAC DE IÓN ENTREGA
LOYOLA ACUÑA MAR 12 ANTONY 09/16
RODRIGUEZ SANCHEZ LIZEHT JHAMALY Redaccion RODRIGUEZ de informe SANCHEZ /LOYOLA ACUÑA Compra de RODRIGUEZ materiales SANCHEZ /LOYOLA ACUÑA
PROYECTO DE FISICA II
OBSERVACION ES
/ CUMPLIÓ
NINGUNA
13 / 09 / CUMPLIÓ 16
NINGUNA
01/10/16
CUMPLIÓ
NINGUNA
20/10/16
CUMPLIÓ
NINGUNA
4
INDICE RESUMEN ..................................................................................................................................... 6 1
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: .................................................................................. 7 1.1
2
3
FORMULACION DE LA HIPOTESIS: ............................................................................ 7
OBJETIVOS: .......................................................................................................................... 7 2.1
Objetivo general: .......................................................................................................... 7
2.2
Objetivos específicos ................................................................................................... 7
FUNDAMENTO TEORICO, ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION DEL PROBLEMA........... 8 3.1
FUNDAMENTO TEÓRICO: ........................................................................................... 8
3.1.1
MURO TROMBE.................................................................................................... 8
3.1.2
PRINCIPIOS BÁSICOS: ALMACENAJE Y RESTITUCIÓN DE LA ENERGÍA. ........ 9
3.1.3
FACTORES EXTERNOS ...................................................................................... 10
3.1.4
FACTORES INTERNOS ....................................................................................... 10
3.2
ANTECEDENTES: ....................................................................................................... 11
3.3
JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA: ............................................................................ 11
3.4
DISEÑO: ...................................................................................................................... 12
3.4.1
MATERIALES Y EQUIPOS .................................................................................. 12
4
PRESUPUESTO: .................................................................................................................. 14
5
PROCEDIMIENTO: ............................................................................................................. 14
6
OBTENCIÓN DE DATOS ..................................................................................................... 18 6.1
DATOS TOMADOS EL PRIMER DÍA .......................................................................... 18
7
DISCUSIÓN ......................................................................................................................... 37
8
CONCLUSIONES ................................................................................................................. 37
9
REFERENCIAS .................................................................................................................... 37
ANEXOS ...................................................................................................................................... 39
PROYECTO DE FISICA II
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RESUMEN El presente trabajo de investigación es una propuesta innovadora dentro del marco de los sistemas que pueden incorporarse a las casas o edificios para dar solución a problemas tanto de clima como de luz, englobados dentro de la llamada Arquitectura Bioclimática, podemos encontrar las paredes Trombe con un sistema adicional de chimeneas solares, sistemas que nos ocupan en este proyecto. En primer lugar se hará una aproximación a los sistemas climáticos especiales utilizados en esta disciplina, posteriormente nos centraremos en las particularidades de los sistemas pasivos pared Trombe y chimenea solar. La primera forma que sirvió al hombre para utilizar la energía solar térmica fue a través de la energía solar pasiva, es decir, aprovechando la energía que penetra por las ventanas y muros convenientemente orientados, durante los meses fríos, y favoreciendo las corrientes de aire por efecto térmico en los meses cálidos. En este tipo de construcciones, donde se aprovecha la energía solar pasiva, se usan los elementos estructurales de la casa o edificio para recoger, almacenar y distribuir la energía solar. A diferencia de la energía solar activa no se precisa de la instalación de ningún equipo mecánico sólo se requiere que la fachada sur del edificio permanezca soleada durante la estación cálida. La energía solar pasiva puede utilizar las tres formas de transmisión de calor existentes, conducción, convección y radiación, para distribuir este calor por todos los lugares habitables del edificio.
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1
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: Debido a las marcadas oscilaciones estacionarias que presentamos en la actualidad (meses fríos, cálidos y templados). Es importante que las viviendas sean una fuente aislante de las condiciones climáticas, por eso es necesario que cumpla con condiciones de diseño y aislamiento óptimo, con el objetivo de mantener confort o equilibrio térmico adecuado para sus habitantes, esto se logra a través de sistemas constructivos de calefacción y refrigeración que condicionan su particularidad térmica. Por lo general los sistemas de calefacción - refrigeración involucran sucesivos gastos en el tiempo y son además de ello contaminantes, lo que toma especial importancia en la actualidad donde los índices de contaminación atmosférica son elevados. ¿Será posible cambiar los sistemas contaminantes tradicionales utilizados para refrigerar y calefactar las viviendas por un muro Trombe?
1.1
FORMULACION DE LA HIPOTESIS:
2
Es posible construir un prototipo de muro Trombe, para contar con un sistema de refrigeración y calefacción en las viviendas para que en el interior de estas se mantenga un equilibrio térmico.
OBJETIVOS:
2.1 Objetivo general:
Construir el Muro Trombe como sistema constructivo colaborante de refrigeración y calefacción en las viviendas; así como analizar la factibilidad de su uso.
2.2 Objetivos específicos
Construcción de un prototipo de Muro Trombe, con diferentes materiales, para su posterior evaluación y determinación de la mayor efectividad. Medir los parámetros de temperatura con respecto al tiempo en un día que permitan el uso del Muro Trombe.
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FUNDAMENTO TEORICO, ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION DEL PROBLEMA
3.1 FUNDAMENTO TEÓRICO: 3.1.1 MURO TROMBE El Muro Trombe es un sistema pasivo de recolección de energía solar de forma indirecta, que se puede utilizar para el calentamiento interno de viviendas por medio de la transferencia de calor, ya sea por conducción, convección y/o radiación. Es un sistema indirecto ya que la captación la realiza a través de un elemento dispuesto entre el vidrio y el interior de la vivienda, y se trata de un sistema pasivo porque no utiliza elementos mecánicos en su funcionamiento. Basado en el efecto invernadero, consta de un vidrio exterior, una cámara de aire y un elemento confinador o pared de masa. Éste es un muro de gran espesor y densidad que puede ser de cualquier material de gran inercia térmica (ladrillo, adobe, piedra, agua, hormigón armado), en general pintado de un color oscuro para captar una mayor cantidad de energía. Sus funciones son la captación, la acumulación de la energía aportada por la radiación solar y la restitución del calor por radiación al espacio habitable. La radiación solar de onda corta atraviesa el vidrio y calienta el muro. La radiación emitida por el muro, de onda larga, no puede atravesar otra vez el vidrio produciéndose el efecto invernadero. Como consecuencia de esto se calienta el aire que hay en la cámara. En la versión original del muro Trombe se incluyen dos conjuntos de orificios en la pared de masa, uno en la parte superior y otro en la base, de forma que cuando el aire de la cámara se calienta por la energía solar aportada, asciende por convección natural y, atravesando el muro por los orificios superiores, pasa al interior del local. El vacío que se crea en la cámara de aire succiona, a través de los orificios inferiores del muro, el aire frío del interior del local, que se encuentra estratificado por su temperatura. De esta forma se crea el llamado bucle convectivo o termosifón, que hace circular el aire frío de la estancia a la cámara de aire, se calienta, y vuelve a entrar al interior del local. El aire continuará circulando y calentando la vivienda. La rehabilitación de edificios existentes es una oportunidad para hacerlos eficientes desde el punto de vista energético. Se pueden incorporar fácilmente estrategias solares pasivas, como el muro Trombe, usando los muros de fábrica como acumuladores de calor pintándolos de negro. Por fuera se colocará, dejando una separación a modo de cámara de aire, una Superficie vidriada con o sin aberturas. Aplicando el termo -circulación en el muro Trombe, se podrá usar en invierno y verano. Por supuesto estas estrategias solares pasivas deben ir acompañadas con otras medidas que PROYECTO DE FISICA II
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surjan de la Auditoría Energética, como la sustitución de huecos existentes, reforzar el aislamiento, etc. 3.1.2 PRINCIPIOS BÁSICOS: ALMACENAJE Y RESTITUCIÓN DE LA ENERGÍA. La amplitud del flujo térmico transmitido disminuye con relación a la amplitud del flujo que entra: el factor de amortiguamiento es la relación entre estas dos amplitudes. Entre el momento en que la temperatura equivalente alcanza su valor máximo y el momento en que la temperatura de superficie interna alcanza la suya transcurre cierto tiempo: es el DESFASE: ψ = C (√e2 γ/λ) Según F. M. Camia, se calcula a partir de fórmulas sencillas en función de la conductividad térmica del muro (λ), la capacidad térmica del volumen (γ) y el espesor del muro (e) por mediación de la constante de tiempo relativa (C). Cuanto más aumenta la capacidad térmica del muro y el espesor, más disminuye la conductividad térmica y mayor serán el desfase y el amortiguamiento. En la práctica, las características de los muros colectores deberán escogerse de forma que el desfase sea del orden de 6 a 8 horas, para aprovechar al máximo el calentamiento máximo de la cara interna del muro al principio de la noche. El ambiente interior se beneficia de aportaciones caloríficas en los momentos en que el sol está ausente, prolongando de forma eficaz el sol “útil”. La capacidad calorífica de una pared puede estimarse a partir del calor especifico de los materiales utilizados y de su masa de volumen. La cantidad de calor acumulada por la estructura de los edificios y por los muros colectores depende del calor específico de los materiales utilizados, del espesor del muro, y del calentamiento que sufre. TABLA 1 FACTORES FACTORES QUE INFLUYEN EN EL BALANCE TÈRMICO: Condiciones climáticas (latitud, temperatura, viento, etc.). Orientación de los huecos. Envolvente térmico del edificio (fachadas, cubiertas, suelos, ventanas y puertas. Temperatura interior deseada. Volumen de los espesores a calefactar.
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3.1.3 FACTORES EXTERNOS Hay que tener en cuenta lo siguiente: Clima: La cantidad de calor perdido por el muro depende necesariamente de la diferencia entre la temperatura externa e interna del cuarto. Cuanto más grande sea la diferencia mayores serán las pérdidas, por eso, para climas muy fríos, como para climas muy calientes se deberá sobredimensionar el muro. 3.1.4 FACTORES INTERNOS Definen principalmente el espesor el muro (en función del material. Estos factores dependen básicamente de la conductividad térmica (baja) y de la resistencia del muro (k) (mayor) Por eso, es sumamente importante tener en cuenta el grosor del muro, es decir, debe existir un grosor óptimo (para cada material existe uno), porque si no, se puede producir un sobrecalentamiento de la pared. Se recomienda utilizar los valores de la tabla. El espesor óptimo para un muro se incrementa cuando la conductividad también aumenta, es decir, un muro con un valor muy alto transfiere rápidamente el calor de la superficie exterior al interior del cuarto y por esto se debe sobredimensionar para que el transporte de calor sea utilizado en el momento requerido (en la noche), es decir, identificar el punto en que el muro entra en operación. Al contrario, si un muro tiene una conductividad baja, intentar reducir su espesor. El rendimiento del muro crece con la conductividad del mismo, cuanto mayor es la conductividad, mayor calor se transfiere a través del muro. Además de los factores que antes se describen si se quiere elaborar una tecnología Trombe de calefacción y refrigeración es importante tomar en cuenta, que el material Para la elaboración de las paredes de la vivienda debe ser además un buen aislante térmico; es decir que, cuando el sistema sea utilizado para calefactar conserve el calor almacenado en la vivienda durante el día se conserve y se mantenga dentro de esta el mayor tiempo posible. Asimismo cuando el sistema funcione como refrigerante en la vivienda se pueda mantener el ambiente frio durante la noche.
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El adobe: un buen aislante térmico: En Perú existe la ciudad de barro más grande de América: la ciudadela de Chan Chan (1200-1480) perteneciente a la cultura Chimú. Así mismo, algunas crónicas del siglo XVI recogen que los jefes de los tallanos vivían en palacios construidos con este material. El material del que está constituido el adobe y el tapial es un buen aislante térmico. El interior de una casa construida con este material requerirá un uso mucho menor de sistemas de climatización que en una convencional de materiales industriales. Las casas construidas con barro resultan frescas en verano y cálidas en invierno logrando fácilmente un agradable bienestar térmico. El coeficiente de conductividad térmica del adobe es de 0.25 W/m °C. 3.2 ANTECEDENTES: Trombe F. Francia (1957). Félix Trombe y Jacques Michel crearon el sistema de la pared Trombre. Agrupado dentro de los sistemas indirectos en arquitectura bioclimática. En 1967 se construye un prototipo de casa con paredes 'Trombe' en Odeillo (Francia). Según resultados obtenidos exponen que: en una pared Trombe la radiación solar tras atravesar un vidrio (solo o doble) es absorbida y acumulada en forma de calor por un elemento de gran capacidad térmica, también llamado elemento confinado, que en este caso puede ser un muro de hormigón, adobe, ladrillo o piedra (normalmente entre 20 y 40 cm de grosor). 3.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA: El calentamiento global es un cambio climático global que se aprecia principalmente en el aumento de las temperaturas globales, las que en el último siglo aumentaron 0.6ºC y en los próximos 100 años aumentarían alrededor de 5ºC (según el Intergubernamental de Cambio Climático). El cambio climático es producto del aumento en la atmosfera de los niveles de “gases de efecto invernadero” (anhídrido carbónico, dióxido de carbono, metano, óxidos de nitrógeno, cloro, flúor, etc.). Uno de los principales gases causantes de efecto invernadero es el dióxido de carbono, que ha acrecentado su volumen en un 36% desde fines del siglo 18 (Según publicación de la organización mundial de medio ambiente), debido al incremento sostenido del consumo de combustibles fósiles (gas natural, carbón mineral, petróleo) que liberan este gas.
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3.4 DISEÑO: El sistema es sencillo se trata de un muro orientado hacia la posición del sol, realizado con materiales que le permitan absorber el calor como masa térmica, el muro a su vez se pinta con negro y se deja un espacio para colocar un vidrio (lo más grueso posible) con el fin de provocar el efecto invernadero a partir de la incidencia del sol. Así, la luz atraviesa el cristal y se convierte en calor que se acumula, alcanzando temperaturas más altas por el efecto invernadero (la radiación de onda larga emitida por el muro no puede atravesar otra vez el vidrio y por consiguiente calienta el aire que queda atrapado en la cámara). El muro también cuenta con dos grupos de conductos (unos superiores y otros interiores). Cada uno tiene su respectiva compuerta.
3.4.1 MATERIALES Y EQUIPOS Para la elaboración de nuestro prototipo de muro Trombe elaboramos una maqueta que simula la vivienda donde se aplicara dicha tecnología.
Cartón. Tierra con paja para la elaboración de los adobes. Fon. Vidrio polarizado oscuro. Silicona líquida. Texturas, Cartón corrugado. Tijera
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PRESUPUESTO:
NOMBRE DEL MATERIAL Vidrio polarizado oscuro Silicona liquida Manguera ¼ Cartón corrugado Madera caoba Texturas Gras Total
5
CANTIDAD 1 lámina A4 2 70 cm 2 planchas 2 11 4
COSTO ( SOLES ) 6 5 7 9 3.90 22 9 60.90 soles
PROCEDIMIENTO: Elaboración de la maqueta 3D para la ubicación estratégica del muro Trombe, así como para diseñar los ductos por donde se trasmitirá el parte del aire (caliente o frio) al resto de la casa.
Elaboración de una maqueta física con paredes de cartulina de maqueta.
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Preparado del barro que servirá para la construcción de adobes para el muro acumulador.
Construcción de adobes de pequeñas dimensiones.
Secado de los ladrillos.
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Levantamiento del muro acumulador con los adobes elaborados Tarrajeo del muro acumulador. Pintado la pared del muro de color negro para captar una mayor cantidad de energía.
Colocación del vidrio polarizado oscuro.
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Colocando las texturas a las paredes y techo de la casa
Maqueta terminada.
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6
OBTENCIÓN DE DATOS
6.1 DATOS TOMADOS EL PRIMER DÍA a) Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 8 am, la temperatura se midió en dos zonas de la maqueta sala y habitación, dando como resultado la siguiente tabla. Tabla N° 3: Tiempo vs. Variación de temperatura en la mañana. Tiempo (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
Temperatura ( C°) HABITACION 22.03 23.12 23.45 23.88 24.23 25.13 25.85 26.49 27.34 27.98 28.48 29.47 30.13 31.37 32.38 33.31 34.06 34.69 35.19 35.56 35.94 36.19 36.44 36.63 36.81 37 37.13 37.25 37.31 37.44 37.5
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Tiempo (s)
Temperatura ( C°) SALA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
22.04 22.45 22.98 23.35 23.69 24.18 24.67 24.99 25.48 25.89 26.26 26.79 27.13 27.77 28.18 28.94 29.56 30.06 30.5 30.81 31.12 31.37 31.62 31.82 32 32.13 32.25 32.38 32.5 32.63 32.7
18
310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
37.56 37.63 37.69 37.75 37.81 37.88 37.94 38 38.06 38.13 38.19 38.19 38.25 38.31 38.38 38.38 38.44 38.5 38.56 38.56 38.63 38.59 38.75 38.75 38.81 38.88 39.03 39.04 39.04 39.05
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310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
32.81 32.88 32.94 32.94 33 33.06 33.06 33.13 33.13 33.19 33.25 33.25 33.31 33.43 33.5 33.54 33.57 33.62 33.66 33.66 33.7 33.7 33.78 33.78 33.83 33.83 33.9 33.9 33.91 33.92
19
Grafica N° 1
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA (C °) EN LA HABITACION. 45
Temperatura (C°)
40 35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
Tíempo (s)
Interpretación: En la gráfica N° 1 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 22.03 °C, ésta varia hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 39.05 °C que sería la temperatura en la habitación de la vivienda.
Grafica N° 2
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA (C °) EN LA SALA. Temperatura (°C)
40 35 30 25 20 15 10 5
0 0
100
200
300
400
500
600
Tiempo (s)
Interpretación: PROYECTO DE FISICA II
20
En la gráfica N° 2 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 22.04 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 33.92 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda.
b) Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 12 pm, que vendría a ser el parámetro al mediodía, se obtuvo los siguientes datos: Tabla N° 4: Tiempo vs. Variación de la temperatura al mediodía. Tiempo (s)
Tiempo (s)
Temperatura (°C) SALA
0
Temperatura (°C) HABITACION 24.01
0
24
10
24.47
10
24.24
20
24.86
20
24.65
30
25.12
30
24.88
40
25.65
40
25.04
50
25.99
50
25.44
60
26.48
60
25.69
70
26.87
70
25.75
80
27.23
80
25.87
90
27.63
90
25.94
100
27.79
100
26
110
28.14
110
26.06
120
28.5
120
26.12
130
29.06
130
26.25
140
29.5
140
26.37
150
29.87
150
26.44
PROYECTO DE FISICA II
21
160 170
30.19 30.44
160 170
26.5 26.56
180
30.69
180
26.62
190
30.94
190
26.69
200
31.12
200
26.75
210
31.25
210
26.81
220
31.37
220
26.87
230
31.5
230
26.94
240
31.62
240
27.06
250
31.69
250
27.12
260
31.81
260
27.19
270
31.87
270
27.25
280
31.94
280
27.31
290
32.06
290
27.37
300
32.13
300
27.44
310
32.25
310
27.56
320
32.31
320
27.62
330
32.38
330
27.69
340
32.44
340
27.75
350
32.5
350
27.81
360
32.56
360
27.87
370
32.63
370
27.94
380
32.69
380
28
390
32.75
390
28.06
400
32.81
400
28.12
PROYECTO DE FISICA II
22
410
32.88
410
28.18
420 430
32.88 32.94
420 430
28.2 28.26
440
33
440
28.36
450
33.06
450
28.43
460
33.13
460
28.65
470
33.19
470
28.73
480
33.35
480
28.86
490
33.44
490
28.96
500
33.56
500
29
510
33.75
510
29.06
520
33.88
520
29.12
530
33.94
530
29.2
540
34.06
540
29.32
550
34.13
550
29.44
560
34.25
560
29.53
570
34.31
570
29.62
580
34.31
580
29.7
590
34.32
590
29.78
600
34.33
600
29.83
PROYECTO DE FISICA II
23
Grafica N° 3
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA HABITACION. Temperatura (°C)
40
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
Tiempo (s)
Interpretación: En la gráfica N° 3 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 34.33 °C que sería la temperatura en la habitacion de la vivienda al mediodía.
Grafica N° 4
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA (°C) EN LA SALA. 35
Temperatura (°C)
30 25 20
15 10 5 0 0
100
PROYECTO DE FISICA II
200
300 Tiempo (s)
400
500
600
24
Interpretación: En la gráfica N° 4 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 24.00 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 29.83 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda al mediodía.
c) Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 4 pm que, vendría a ser el parámetro de la tarde dando como resultado la siguiente tabla.
Tabla N° 5: Tiempo vs. Variación de la temperatura en la tarde. TIEMPO (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280
Temperatura ( °C) HABITACION 21 21.2 21.36 21.57 21.72 21.9 22.06 22.23 22.44 22.58 22.7 22.89 23.12 23.34 23.56 23.78 23.99 24.16 24.37 24.67 24.89 25.11 25.34 25.69 25.88 26.12 26.36 26.69 26.89
PROYECTO DE FISICA II
TIEMPO (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280
Temperatura (°C) SALA 21 21.18 21.28 21.36 21.49 21.6 21.78 21.92 22.06 22.16 22.32 22.62 22.75 22.83 22.93 22.99 23.06 23.16 23.23 23.3 23.45 23.66 23.85 24 24.19 24.41 24.63 24.84 25
25
290 300 310 320 330 340 350 360 370 380
27.06 27.25 27.5 27.69 27.75 27.87 28 28.12 28.25 28.37
290 300 310 320 330 340 350 360 370 380
25.18 25.43 25.62 25.83 26.06 26.37 26.68 26.96 27.14 27.52
390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
28.5 28.62 28.81 29.06 29.19 29.31 29.44 29.5 29.58 29.69 29.75 29.87 29.94 30.06 30.19 30.31 30.44 30.56 30.69 30.87 30.94 31.15
390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
27.72 27.98 28.12 28.26 28.43 28.65 28.78 28.88 29 29.11 29.19 29.25 29.31 29.37 29.44 29.5 29.56 29.62 29.69 29.75 29.78 29.78
PROYECTO DE FISICA II
26
Grafica N° 5
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA HABITACION. Temperatura (°C)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
Tiempo (s)
Interpretación: En la gráfica N° 5 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.00 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 31.15 °C que sería la temperatura en la habitacion de la vivienda en la tarde.
Grafica N° 6
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA SALA. Temperatura (°C)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
Tiempo (s)
PROYECTO DE FISICA II
27
Interpretación: En la gráfica N° 6 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.00 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 29.78 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda en la tarde.
DATOS TOMADOS EL SEGUNDO DÍA a) Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 8 am, la temperatura se midió en dos zonas de la maqueta sala y habitación, dando como resultado la siguiente tabla. Tabla N° 6: Tiempo vs. Variación de la temperatura en la mañana. TIEMPO (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
TEMPERATURA ( °C) HABITACION 21.5 21.65 21.73 21.89 21.99 22.12 22.24 22.44 22.75 22.94 23.12 23.37 23.56 23.75 23.94 24.12 24.31 24.5 24.75 24.94 25.19 25.44 25.69 25.87 26.12
PROYECTO DE FISICA II
TIEMPO (s)
TEMPERATURA ( °C) SALA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
21.5 21.62 21.74 21.88 22.06 22.19 22.37 22.62 22.81 23 23.19 23.31 23.66 23.87 24.12 24.37 24.69 24.81 25.06 25.25 25.44 25.62 25.81 25.96 26.12
28
250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
26.37 26.62 26.87 27.12 27.31 27.56 27.75 27.94 28.19 28.37 28.56 28.75 28.94 29.19 29.31 29.56 29.81 30 30.19 30.37 30.62 30.88 31.12 31.31 31.62 31.84 32.06 32.19 32.34 32.62 32.8 33 33.19 33.31 33.62 33.7
PROYECTO DE FISICA II
250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
26.25 26.44 26.69 26.87 27 27.12 27.31 27.56 27.75 27.94 28.12 28.19 28.36 28.62 28.75 28.88 28.96 29.06 29.12 29.19 29.25 29.31 29.45 29.56 29.75 29.88 29.94 30 30.06 30.12 30.19 30.25 30.31 30.36 30.42 30.46
29
Grafica N° 7
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA HABITACION 40
Temperatura °C
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
700
Tiempo (s)
Interpretación: En la gráfica N° 7 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.5 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 33.7 °C que sería la temperatura en la habitación de la vivienda en la mañana.
Grafica N° 8
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA SALA Temperatura (°C)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
700
Tiempo (s)
PROYECTO DE FISICA II
30
Interpretación: En la gráfica N° 8 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.5 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 30.46 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda en la mañana.
b)
Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 12 pm, que vendría a ser el parámetro al mediodía, se obtuvo los siguientes datos:
Tabla N° 6: Tiempo vs. Variación de la temperatura al mediodía. TIEMPO (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
TEMPERTURA (°C) HABITACION 22.19 22.32 22.55 22.74 22.94 23.12 23.26 23.45 23.62 23.83 24.06 24.19 24.32 24.55 24.76 24.94 25.12 25.28 25.45 25.62 25.75 25.94 26.19 26.32 26.56
TIEMPO (s)
TEMPERATURA (°C) SALA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
22.19 22.31 22.45 22.62 22.84 23 23.12 23.25 23.44 23.65 23.88 24.06 24.19 24.45 24.64 24.88 25.06 25.25 25.43 25.62 25.84 26 26.19 26.35 26.44
PROYECTO DE FISICA II
31
250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
26.75 26.94 27.12 27.31 27.5 27.75 28 28.19 28.37 28.62 28.87 29.06 29.31 29.62 29.81 30.06 30.25 30.5 30.75 30.94 31.12 31.25 31.31 31.44 31.56 31.69 31.81 31.94 32.06 32.12 32.19 32.25 32.31 32.44 32.48 32.5
PROYECTO DE FISICA II
250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
26.62 26.87 27.12 27.31 27.56 27.69 27.81 28 28.12 28.25 28.44 28.56 28.69 28.81 28.87 28.94 29.06 29.12 29.19 29.25 29.31 29.37 29.44 29.54 29.66 29.75 29.88 29.97 30.06 30.12 30.19 30.25 30.31 30.37 30.4 30.45
32
Grafica N° 9
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA HABITACION Temperatura (°C)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300 400 Tiempo (s)
500
600
700
Interpretación: En la gráfica N° 9 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 22.19 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 32.5 °C que sería la temperatura en la habitación de la vivienda al mediodía.
Grafica N° 10
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA SALA 35
Temperatura (°C)
30 25 20 15 10 5 0
0
100
200
PROYECTO DE FISICA II
300
400 Tiempo (s)
500
600
700
33
Interpretación: En la gráfica N° 10 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 22.19 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 30.45 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda al mediodía
. c) Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 4 pm que, vendría a ser el parámetro de la tarde dando como resultado la siguiente tabla.
Tabla N° 7: Tiempo vs. Variación de la temperatura en la tarde. TIEMPO (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270
TEMPERATURA (°C) HABITACION 21.98 22.06 22.19 22.25 22.31 22.58 22.75 22.88 23 23.12 23.25 23.44 23.65 23.88 24.06 24.19 24.31 24.62 24.84 24.98 25.12 25.31 25.63 25.79 25.94 26.06 26.19 26.44
PROYECTO DE FISICA II
TIEMPO (s)
TEMPERATURA ( °C) SALA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270
21.98 22.06 22.12 22.19 22.25 22.32 22.44 22.56 22.76 22.88 22.95 23.06 23.19 23.32 23.48 23.65 23.72 23.94 23.12 23.25 23.35 23.5 23.62 23.75 23.88 23.98 24.12 24.24
34
280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
26.65 26.78 26.94 27.12 27.32 27.66 27.88 28.06 28.19 28.25 28.31 28.44 28.55 28.63 28.75 28.88 28.97 29.06 29.12 29.19 29.25 29.32 29.44 29.56 29.62 29.75 29.88 29.94 30 30.06 30.12 30.16 30.2
PROYECTO DE FISICA II
280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
24.38 24.58 24.75 24.94 25.12 25.25 25.44 25.62 25.85 25.94 26.06 26.19 26.31 26.56 26.73 26.88 27 27.12 27.26 27.44 27.63 27.88 28 28.19 28.25 28.45 28.64 28.75 28.88 28.96 29 29.06 29.12
35
Grafica N° 11
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA HABITACION Temperatura (°C)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
700
Tiempo (s)
Interpretación: En la gráfica N° 11 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.98 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 30.2 °C que sería la temperatura en la habitación de la vivienda en la tarde.
Grafica N° 12
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA SALA 35
Temperatura (°C)
30 25 20 15
10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
700
Tiempo (s)
PROYECTO DE FISICA II
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Interpretación: En la gráfica N° 12 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.98 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 29.12 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda en la tarde.
7
DISCUSIÓN La discusión de nuestro trabajo de proyecto se basa en el por qué la temperatura en los dos parámetros medidos durante el día son diferentes, pues esto se da debido a la intensidad del calor que ingresa a la cámara de aire donde se genera el efecto invernadero por la función del vidrio que es el que impide que la radiación solar retorne hacia el exterior una vez captada, así mismo por la labor de las compuertas y de los conductores que son los que conducen el calor desde la cámara de aire hacia la sala y la habitación de la vivienda y pues esto explica el por qué la temperatura en el mismo parámetro en la sala es mayor que en la habitación, se da debido a la intensidad del calor transportado por los conductores ya que la habitación se encuentra a más distancia del muro acumulador.
8
9
CONCLUSIONES
Se logró obtener los datos y de dichos datos las gráficas que nos sirvieron para poder hacer los análisis de factibilidad de su uso en el departamento de Huánuco.
Se logró construir un prototipo de Muro Trombe, se evaluó y se determinó que si es efectivo.
Se alcanzó medir la temperatura del muro Trombe en dos parámetros con respecto al tiempo en un día.
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[2] Ciencia & Cemento (2011). El muro Trombe. [En línea]. Recurado el 20 de septiembre del 2015 desde: http://wp.cienciaycemento.com/elmuro-trombe/ [3] Pilar M. (May, 2012). Bioclimatic Architecture. [En línea]. Recuperado el 20 de septiembre del 2015 desde: https://www.ucviden.dk/studentportal/files/11216507/bioclarchi123706.pdf [4] Larsen, S. F., Lesino, G., & Aires, C. B. (2000). SIMEDIF 2000: nueva versión del programa de diseño y cálculo de edificios. Avances en Energıas Renovables y Medio Ambiente, 4(1), 8-53. [5] Tasdemiroglu, E., Berjano, F. R., & Tinaut, D. (1983). The performance results of Trombe-Wall ive systems under Aegean Sea climatic conditions. Solar Energy, 30(2), 181-189.
PROYECTO DE FISICA II
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ANEXOS
PROYECTO DE FISICA II
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DOCENTE: CARLOS ABANTO, Edinson Isai.
CURSO: FISICA II-LABORATORIO
TRUJILLO - 2016
PROYECTO DE FISICA II
2
TÍTULO: << CONSTRUCCIÓN DE UN MURO TROMBE >> AUTORES:
LOYOLA ACUÑA, Mar Antony.
RODRIGUEZ SANCHEZ, Lizeht Jhamaly.
DURACIÓN DEL PROYECTO:
4 semanas, del 22 de agosto hasta el 22 de septiembre del 2016. 22 de septiembre hasta el 27 de octubre del 2016.
CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO
Etapas
Fecha de inicio
Fecha término
1 2 Total
22 / 08/ 16 27 / 09/ 16
22 / 09 / 16 27 / 10 / 16
PROYECTO DE FISICA II
Dedicación semanal (Hrs) 2 horas 3 horas 20 horas
3
DISTRIBUCIÓN DE ACTIVIDADES DE PROYECTO POR ESPECIALIZACIÓN
ACTIVIDA D Búsqueda de informació n (marco teórico) Redacción informe (FASE 1)
RESPONSABL E
FECHA AUTOEVALUAC DE IÓN ENTREGA
LOYOLA ACUÑA MAR 12 ANTONY 09/16
RODRIGUEZ SANCHEZ LIZEHT JHAMALY Redaccion RODRIGUEZ de informe SANCHEZ /LOYOLA ACUÑA Compra de RODRIGUEZ materiales SANCHEZ /LOYOLA ACUÑA
PROYECTO DE FISICA II
OBSERVACION ES
/ CUMPLIÓ
NINGUNA
13 / 09 / CUMPLIÓ 16
NINGUNA
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20/10/16
CUMPLIÓ
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INDICE RESUMEN ..................................................................................................................................... 6 1
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: .................................................................................. 7 1.1
2
3
FORMULACION DE LA HIPOTESIS: ............................................................................ 7
OBJETIVOS: .......................................................................................................................... 7 2.1
Objetivo general: .......................................................................................................... 7
2.2
Objetivos específicos ................................................................................................... 7
FUNDAMENTO TEORICO, ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION DEL PROBLEMA........... 8 3.1
FUNDAMENTO TEÓRICO: ........................................................................................... 8
3.1.1
MURO TROMBE.................................................................................................... 8
3.1.2
PRINCIPIOS BÁSICOS: ALMACENAJE Y RESTITUCIÓN DE LA ENERGÍA. ........ 9
3.1.3
FACTORES EXTERNOS ...................................................................................... 10
3.1.4
FACTORES INTERNOS ....................................................................................... 10
3.2
ANTECEDENTES: ....................................................................................................... 11
3.3
JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA: ............................................................................ 11
3.4
DISEÑO: ...................................................................................................................... 12
3.4.1
MATERIALES Y EQUIPOS .................................................................................. 12
4
PRESUPUESTO: .................................................................................................................. 14
5
PROCEDIMIENTO: ............................................................................................................. 14
6
OBTENCIÓN DE DATOS ..................................................................................................... 18 6.1
DATOS TOMADOS EL PRIMER DÍA .......................................................................... 18
7
DISCUSIÓN ......................................................................................................................... 37
8
CONCLUSIONES ................................................................................................................. 37
9
REFERENCIAS .................................................................................................................... 37
ANEXOS ...................................................................................................................................... 39
PROYECTO DE FISICA II
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RESUMEN El presente trabajo de investigación es una propuesta innovadora dentro del marco de los sistemas que pueden incorporarse a las casas o edificios para dar solución a problemas tanto de clima como de luz, englobados dentro de la llamada Arquitectura Bioclimática, podemos encontrar las paredes Trombe con un sistema adicional de chimeneas solares, sistemas que nos ocupan en este proyecto. En primer lugar se hará una aproximación a los sistemas climáticos especiales utilizados en esta disciplina, posteriormente nos centraremos en las particularidades de los sistemas pasivos pared Trombe y chimenea solar. La primera forma que sirvió al hombre para utilizar la energía solar térmica fue a través de la energía solar pasiva, es decir, aprovechando la energía que penetra por las ventanas y muros convenientemente orientados, durante los meses fríos, y favoreciendo las corrientes de aire por efecto térmico en los meses cálidos. En este tipo de construcciones, donde se aprovecha la energía solar pasiva, se usan los elementos estructurales de la casa o edificio para recoger, almacenar y distribuir la energía solar. A diferencia de la energía solar activa no se precisa de la instalación de ningún equipo mecánico sólo se requiere que la fachada sur del edificio permanezca soleada durante la estación cálida. La energía solar pasiva puede utilizar las tres formas de transmisión de calor existentes, conducción, convección y radiación, para distribuir este calor por todos los lugares habitables del edificio.
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: Debido a las marcadas oscilaciones estacionarias que presentamos en la actualidad (meses fríos, cálidos y templados). Es importante que las viviendas sean una fuente aislante de las condiciones climáticas, por eso es necesario que cumpla con condiciones de diseño y aislamiento óptimo, con el objetivo de mantener confort o equilibrio térmico adecuado para sus habitantes, esto se logra a través de sistemas constructivos de calefacción y refrigeración que condicionan su particularidad térmica. Por lo general los sistemas de calefacción - refrigeración involucran sucesivos gastos en el tiempo y son además de ello contaminantes, lo que toma especial importancia en la actualidad donde los índices de contaminación atmosférica son elevados. ¿Será posible cambiar los sistemas contaminantes tradicionales utilizados para refrigerar y calefactar las viviendas por un muro Trombe?
1.1
FORMULACION DE LA HIPOTESIS:
2
Es posible construir un prototipo de muro Trombe, para contar con un sistema de refrigeración y calefacción en las viviendas para que en el interior de estas se mantenga un equilibrio térmico.
OBJETIVOS:
2.1 Objetivo general:
Construir el Muro Trombe como sistema constructivo colaborante de refrigeración y calefacción en las viviendas; así como analizar la factibilidad de su uso.
2.2 Objetivos específicos
Construcción de un prototipo de Muro Trombe, con diferentes materiales, para su posterior evaluación y determinación de la mayor efectividad. Medir los parámetros de temperatura con respecto al tiempo en un día que permitan el uso del Muro Trombe.
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FUNDAMENTO TEORICO, ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION DEL PROBLEMA
3.1 FUNDAMENTO TEÓRICO: 3.1.1 MURO TROMBE El Muro Trombe es un sistema pasivo de recolección de energía solar de forma indirecta, que se puede utilizar para el calentamiento interno de viviendas por medio de la transferencia de calor, ya sea por conducción, convección y/o radiación. Es un sistema indirecto ya que la captación la realiza a través de un elemento dispuesto entre el vidrio y el interior de la vivienda, y se trata de un sistema pasivo porque no utiliza elementos mecánicos en su funcionamiento. Basado en el efecto invernadero, consta de un vidrio exterior, una cámara de aire y un elemento confinador o pared de masa. Éste es un muro de gran espesor y densidad que puede ser de cualquier material de gran inercia térmica (ladrillo, adobe, piedra, agua, hormigón armado), en general pintado de un color oscuro para captar una mayor cantidad de energía. Sus funciones son la captación, la acumulación de la energía aportada por la radiación solar y la restitución del calor por radiación al espacio habitable. La radiación solar de onda corta atraviesa el vidrio y calienta el muro. La radiación emitida por el muro, de onda larga, no puede atravesar otra vez el vidrio produciéndose el efecto invernadero. Como consecuencia de esto se calienta el aire que hay en la cámara. En la versión original del muro Trombe se incluyen dos conjuntos de orificios en la pared de masa, uno en la parte superior y otro en la base, de forma que cuando el aire de la cámara se calienta por la energía solar aportada, asciende por convección natural y, atravesando el muro por los orificios superiores, pasa al interior del local. El vacío que se crea en la cámara de aire succiona, a través de los orificios inferiores del muro, el aire frío del interior del local, que se encuentra estratificado por su temperatura. De esta forma se crea el llamado bucle convectivo o termosifón, que hace circular el aire frío de la estancia a la cámara de aire, se calienta, y vuelve a entrar al interior del local. El aire continuará circulando y calentando la vivienda. La rehabilitación de edificios existentes es una oportunidad para hacerlos eficientes desde el punto de vista energético. Se pueden incorporar fácilmente estrategias solares pasivas, como el muro Trombe, usando los muros de fábrica como acumuladores de calor pintándolos de negro. Por fuera se colocará, dejando una separación a modo de cámara de aire, una Superficie vidriada con o sin aberturas. Aplicando el termo -circulación en el muro Trombe, se podrá usar en invierno y verano. Por supuesto estas estrategias solares pasivas deben ir acompañadas con otras medidas que PROYECTO DE FISICA II
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surjan de la Auditoría Energética, como la sustitución de huecos existentes, reforzar el aislamiento, etc. 3.1.2 PRINCIPIOS BÁSICOS: ALMACENAJE Y RESTITUCIÓN DE LA ENERGÍA. La amplitud del flujo térmico transmitido disminuye con relación a la amplitud del flujo que entra: el factor de amortiguamiento es la relación entre estas dos amplitudes. Entre el momento en que la temperatura equivalente alcanza su valor máximo y el momento en que la temperatura de superficie interna alcanza la suya transcurre cierto tiempo: es el DESFASE: ψ = C (√e2 γ/λ) Según F. M. Camia, se calcula a partir de fórmulas sencillas en función de la conductividad térmica del muro (λ), la capacidad térmica del volumen (γ) y el espesor del muro (e) por mediación de la constante de tiempo relativa (C). Cuanto más aumenta la capacidad térmica del muro y el espesor, más disminuye la conductividad térmica y mayor serán el desfase y el amortiguamiento. En la práctica, las características de los muros colectores deberán escogerse de forma que el desfase sea del orden de 6 a 8 horas, para aprovechar al máximo el calentamiento máximo de la cara interna del muro al principio de la noche. El ambiente interior se beneficia de aportaciones caloríficas en los momentos en que el sol está ausente, prolongando de forma eficaz el sol “útil”. La capacidad calorífica de una pared puede estimarse a partir del calor especifico de los materiales utilizados y de su masa de volumen. La cantidad de calor acumulada por la estructura de los edificios y por los muros colectores depende del calor específico de los materiales utilizados, del espesor del muro, y del calentamiento que sufre. TABLA 1 FACTORES FACTORES QUE INFLUYEN EN EL BALANCE TÈRMICO: Condiciones climáticas (latitud, temperatura, viento, etc.). Orientación de los huecos. Envolvente térmico del edificio (fachadas, cubiertas, suelos, ventanas y puertas. Temperatura interior deseada. Volumen de los espesores a calefactar.
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3.1.3 FACTORES EXTERNOS Hay que tener en cuenta lo siguiente: Clima: La cantidad de calor perdido por el muro depende necesariamente de la diferencia entre la temperatura externa e interna del cuarto. Cuanto más grande sea la diferencia mayores serán las pérdidas, por eso, para climas muy fríos, como para climas muy calientes se deberá sobredimensionar el muro. 3.1.4 FACTORES INTERNOS Definen principalmente el espesor el muro (en función del material. Estos factores dependen básicamente de la conductividad térmica (baja) y de la resistencia del muro (k) (mayor) Por eso, es sumamente importante tener en cuenta el grosor del muro, es decir, debe existir un grosor óptimo (para cada material existe uno), porque si no, se puede producir un sobrecalentamiento de la pared. Se recomienda utilizar los valores de la tabla. El espesor óptimo para un muro se incrementa cuando la conductividad también aumenta, es decir, un muro con un valor muy alto transfiere rápidamente el calor de la superficie exterior al interior del cuarto y por esto se debe sobredimensionar para que el transporte de calor sea utilizado en el momento requerido (en la noche), es decir, identificar el punto en que el muro entra en operación. Al contrario, si un muro tiene una conductividad baja, intentar reducir su espesor. El rendimiento del muro crece con la conductividad del mismo, cuanto mayor es la conductividad, mayor calor se transfiere a través del muro. Además de los factores que antes se describen si se quiere elaborar una tecnología Trombe de calefacción y refrigeración es importante tomar en cuenta, que el material Para la elaboración de las paredes de la vivienda debe ser además un buen aislante térmico; es decir que, cuando el sistema sea utilizado para calefactar conserve el calor almacenado en la vivienda durante el día se conserve y se mantenga dentro de esta el mayor tiempo posible. Asimismo cuando el sistema funcione como refrigerante en la vivienda se pueda mantener el ambiente frio durante la noche.
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El adobe: un buen aislante térmico: En Perú existe la ciudad de barro más grande de América: la ciudadela de Chan Chan (1200-1480) perteneciente a la cultura Chimú. Así mismo, algunas crónicas del siglo XVI recogen que los jefes de los tallanos vivían en palacios construidos con este material. El material del que está constituido el adobe y el tapial es un buen aislante térmico. El interior de una casa construida con este material requerirá un uso mucho menor de sistemas de climatización que en una convencional de materiales industriales. Las casas construidas con barro resultan frescas en verano y cálidas en invierno logrando fácilmente un agradable bienestar térmico. El coeficiente de conductividad térmica del adobe es de 0.25 W/m °C. 3.2 ANTECEDENTES: Trombe F. Francia (1957). Félix Trombe y Jacques Michel crearon el sistema de la pared Trombre. Agrupado dentro de los sistemas indirectos en arquitectura bioclimática. En 1967 se construye un prototipo de casa con paredes 'Trombe' en Odeillo (Francia). Según resultados obtenidos exponen que: en una pared Trombe la radiación solar tras atravesar un vidrio (solo o doble) es absorbida y acumulada en forma de calor por un elemento de gran capacidad térmica, también llamado elemento confinado, que en este caso puede ser un muro de hormigón, adobe, ladrillo o piedra (normalmente entre 20 y 40 cm de grosor). 3.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA: El calentamiento global es un cambio climático global que se aprecia principalmente en el aumento de las temperaturas globales, las que en el último siglo aumentaron 0.6ºC y en los próximos 100 años aumentarían alrededor de 5ºC (según el Intergubernamental de Cambio Climático). El cambio climático es producto del aumento en la atmosfera de los niveles de “gases de efecto invernadero” (anhídrido carbónico, dióxido de carbono, metano, óxidos de nitrógeno, cloro, flúor, etc.). Uno de los principales gases causantes de efecto invernadero es el dióxido de carbono, que ha acrecentado su volumen en un 36% desde fines del siglo 18 (Según publicación de la organización mundial de medio ambiente), debido al incremento sostenido del consumo de combustibles fósiles (gas natural, carbón mineral, petróleo) que liberan este gas.
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3.4 DISEÑO: El sistema es sencillo se trata de un muro orientado hacia la posición del sol, realizado con materiales que le permitan absorber el calor como masa térmica, el muro a su vez se pinta con negro y se deja un espacio para colocar un vidrio (lo más grueso posible) con el fin de provocar el efecto invernadero a partir de la incidencia del sol. Así, la luz atraviesa el cristal y se convierte en calor que se acumula, alcanzando temperaturas más altas por el efecto invernadero (la radiación de onda larga emitida por el muro no puede atravesar otra vez el vidrio y por consiguiente calienta el aire que queda atrapado en la cámara). El muro también cuenta con dos grupos de conductos (unos superiores y otros interiores). Cada uno tiene su respectiva compuerta.
3.4.1 MATERIALES Y EQUIPOS Para la elaboración de nuestro prototipo de muro Trombe elaboramos una maqueta que simula la vivienda donde se aplicara dicha tecnología.
Cartón. Tierra con paja para la elaboración de los adobes. Fon. Vidrio polarizado oscuro. Silicona líquida. Texturas, Cartón corrugado. Tijera
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PRESUPUESTO:
NOMBRE DEL MATERIAL Vidrio polarizado oscuro Silicona liquida Manguera ¼ Cartón corrugado Madera caoba Texturas Gras Total
5
CANTIDAD 1 lámina A4 2 70 cm 2 planchas 2 11 4
COSTO ( SOLES ) 6 5 7 9 3.90 22 9 60.90 soles
PROCEDIMIENTO: Elaboración de la maqueta 3D para la ubicación estratégica del muro Trombe, así como para diseñar los ductos por donde se trasmitirá el parte del aire (caliente o frio) al resto de la casa.
Elaboración de una maqueta física con paredes de cartulina de maqueta.
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Preparado del barro que servirá para la construcción de adobes para el muro acumulador.
Construcción de adobes de pequeñas dimensiones.
Secado de los ladrillos.
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Levantamiento del muro acumulador con los adobes elaborados Tarrajeo del muro acumulador. Pintado la pared del muro de color negro para captar una mayor cantidad de energía.
Colocación del vidrio polarizado oscuro.
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Colocando las texturas a las paredes y techo de la casa
Maqueta terminada.
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OBTENCIÓN DE DATOS
6.1 DATOS TOMADOS EL PRIMER DÍA a) Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 8 am, la temperatura se midió en dos zonas de la maqueta sala y habitación, dando como resultado la siguiente tabla. Tabla N° 3: Tiempo vs. Variación de temperatura en la mañana. Tiempo (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
Temperatura ( C°) HABITACION 22.03 23.12 23.45 23.88 24.23 25.13 25.85 26.49 27.34 27.98 28.48 29.47 30.13 31.37 32.38 33.31 34.06 34.69 35.19 35.56 35.94 36.19 36.44 36.63 36.81 37 37.13 37.25 37.31 37.44 37.5
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Tiempo (s)
Temperatura ( C°) SALA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
22.04 22.45 22.98 23.35 23.69 24.18 24.67 24.99 25.48 25.89 26.26 26.79 27.13 27.77 28.18 28.94 29.56 30.06 30.5 30.81 31.12 31.37 31.62 31.82 32 32.13 32.25 32.38 32.5 32.63 32.7
18
310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
37.56 37.63 37.69 37.75 37.81 37.88 37.94 38 38.06 38.13 38.19 38.19 38.25 38.31 38.38 38.38 38.44 38.5 38.56 38.56 38.63 38.59 38.75 38.75 38.81 38.88 39.03 39.04 39.04 39.05
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310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
32.81 32.88 32.94 32.94 33 33.06 33.06 33.13 33.13 33.19 33.25 33.25 33.31 33.43 33.5 33.54 33.57 33.62 33.66 33.66 33.7 33.7 33.78 33.78 33.83 33.83 33.9 33.9 33.91 33.92
19
Grafica N° 1
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA (C °) EN LA HABITACION. 45
Temperatura (C°)
40 35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
Tíempo (s)
Interpretación: En la gráfica N° 1 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 22.03 °C, ésta varia hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 39.05 °C que sería la temperatura en la habitación de la vivienda.
Grafica N° 2
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA (C °) EN LA SALA. Temperatura (°C)
40 35 30 25 20 15 10 5
0 0
100
200
300
400
500
600
Tiempo (s)
Interpretación: PROYECTO DE FISICA II
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En la gráfica N° 2 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 22.04 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 33.92 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda.
b) Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 12 pm, que vendría a ser el parámetro al mediodía, se obtuvo los siguientes datos: Tabla N° 4: Tiempo vs. Variación de la temperatura al mediodía. Tiempo (s)
Tiempo (s)
Temperatura (°C) SALA
0
Temperatura (°C) HABITACION 24.01
0
24
10
24.47
10
24.24
20
24.86
20
24.65
30
25.12
30
24.88
40
25.65
40
25.04
50
25.99
50
25.44
60
26.48
60
25.69
70
26.87
70
25.75
80
27.23
80
25.87
90
27.63
90
25.94
100
27.79
100
26
110
28.14
110
26.06
120
28.5
120
26.12
130
29.06
130
26.25
140
29.5
140
26.37
150
29.87
150
26.44
PROYECTO DE FISICA II
21
160 170
30.19 30.44
160 170
26.5 26.56
180
30.69
180
26.62
190
30.94
190
26.69
200
31.12
200
26.75
210
31.25
210
26.81
220
31.37
220
26.87
230
31.5
230
26.94
240
31.62
240
27.06
250
31.69
250
27.12
260
31.81
260
27.19
270
31.87
270
27.25
280
31.94
280
27.31
290
32.06
290
27.37
300
32.13
300
27.44
310
32.25
310
27.56
320
32.31
320
27.62
330
32.38
330
27.69
340
32.44
340
27.75
350
32.5
350
27.81
360
32.56
360
27.87
370
32.63
370
27.94
380
32.69
380
28
390
32.75
390
28.06
400
32.81
400
28.12
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22
410
32.88
410
28.18
420 430
32.88 32.94
420 430
28.2 28.26
440
33
440
28.36
450
33.06
450
28.43
460
33.13
460
28.65
470
33.19
470
28.73
480
33.35
480
28.86
490
33.44
490
28.96
500
33.56
500
29
510
33.75
510
29.06
520
33.88
520
29.12
530
33.94
530
29.2
540
34.06
540
29.32
550
34.13
550
29.44
560
34.25
560
29.53
570
34.31
570
29.62
580
34.31
580
29.7
590
34.32
590
29.78
600
34.33
600
29.83
PROYECTO DE FISICA II
23
Grafica N° 3
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA HABITACION. Temperatura (°C)
40
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
Tiempo (s)
Interpretación: En la gráfica N° 3 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 34.33 °C que sería la temperatura en la habitacion de la vivienda al mediodía.
Grafica N° 4
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA (°C) EN LA SALA. 35
Temperatura (°C)
30 25 20
15 10 5 0 0
100
PROYECTO DE FISICA II
200
300 Tiempo (s)
400
500
600
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Interpretación: En la gráfica N° 4 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 24.00 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 29.83 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda al mediodía.
c) Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 4 pm que, vendría a ser el parámetro de la tarde dando como resultado la siguiente tabla.
Tabla N° 5: Tiempo vs. Variación de la temperatura en la tarde. TIEMPO (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280
Temperatura ( °C) HABITACION 21 21.2 21.36 21.57 21.72 21.9 22.06 22.23 22.44 22.58 22.7 22.89 23.12 23.34 23.56 23.78 23.99 24.16 24.37 24.67 24.89 25.11 25.34 25.69 25.88 26.12 26.36 26.69 26.89
PROYECTO DE FISICA II
TIEMPO (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280
Temperatura (°C) SALA 21 21.18 21.28 21.36 21.49 21.6 21.78 21.92 22.06 22.16 22.32 22.62 22.75 22.83 22.93 22.99 23.06 23.16 23.23 23.3 23.45 23.66 23.85 24 24.19 24.41 24.63 24.84 25
25
290 300 310 320 330 340 350 360 370 380
27.06 27.25 27.5 27.69 27.75 27.87 28 28.12 28.25 28.37
290 300 310 320 330 340 350 360 370 380
25.18 25.43 25.62 25.83 26.06 26.37 26.68 26.96 27.14 27.52
390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
28.5 28.62 28.81 29.06 29.19 29.31 29.44 29.5 29.58 29.69 29.75 29.87 29.94 30.06 30.19 30.31 30.44 30.56 30.69 30.87 30.94 31.15
390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
27.72 27.98 28.12 28.26 28.43 28.65 28.78 28.88 29 29.11 29.19 29.25 29.31 29.37 29.44 29.5 29.56 29.62 29.69 29.75 29.78 29.78
PROYECTO DE FISICA II
26
Grafica N° 5
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA HABITACION. Temperatura (°C)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
Tiempo (s)
Interpretación: En la gráfica N° 5 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.00 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 31.15 °C que sería la temperatura en la habitacion de la vivienda en la tarde.
Grafica N° 6
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA SALA. Temperatura (°C)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
Tiempo (s)
PROYECTO DE FISICA II
27
Interpretación: En la gráfica N° 6 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.00 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 29.78 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda en la tarde.
DATOS TOMADOS EL SEGUNDO DÍA a) Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 8 am, la temperatura se midió en dos zonas de la maqueta sala y habitación, dando como resultado la siguiente tabla. Tabla N° 6: Tiempo vs. Variación de la temperatura en la mañana. TIEMPO (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
TEMPERATURA ( °C) HABITACION 21.5 21.65 21.73 21.89 21.99 22.12 22.24 22.44 22.75 22.94 23.12 23.37 23.56 23.75 23.94 24.12 24.31 24.5 24.75 24.94 25.19 25.44 25.69 25.87 26.12
PROYECTO DE FISICA II
TIEMPO (s)
TEMPERATURA ( °C) SALA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
21.5 21.62 21.74 21.88 22.06 22.19 22.37 22.62 22.81 23 23.19 23.31 23.66 23.87 24.12 24.37 24.69 24.81 25.06 25.25 25.44 25.62 25.81 25.96 26.12
28
250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
26.37 26.62 26.87 27.12 27.31 27.56 27.75 27.94 28.19 28.37 28.56 28.75 28.94 29.19 29.31 29.56 29.81 30 30.19 30.37 30.62 30.88 31.12 31.31 31.62 31.84 32.06 32.19 32.34 32.62 32.8 33 33.19 33.31 33.62 33.7
PROYECTO DE FISICA II
250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
26.25 26.44 26.69 26.87 27 27.12 27.31 27.56 27.75 27.94 28.12 28.19 28.36 28.62 28.75 28.88 28.96 29.06 29.12 29.19 29.25 29.31 29.45 29.56 29.75 29.88 29.94 30 30.06 30.12 30.19 30.25 30.31 30.36 30.42 30.46
29
Grafica N° 7
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA HABITACION 40
Temperatura °C
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
700
Tiempo (s)
Interpretación: En la gráfica N° 7 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.5 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 33.7 °C que sería la temperatura en la habitación de la vivienda en la mañana.
Grafica N° 8
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA SALA Temperatura (°C)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
700
Tiempo (s)
PROYECTO DE FISICA II
30
Interpretación: En la gráfica N° 8 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.5 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 30.46 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda en la mañana.
b)
Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 12 pm, que vendría a ser el parámetro al mediodía, se obtuvo los siguientes datos:
Tabla N° 6: Tiempo vs. Variación de la temperatura al mediodía. TIEMPO (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
TEMPERTURA (°C) HABITACION 22.19 22.32 22.55 22.74 22.94 23.12 23.26 23.45 23.62 23.83 24.06 24.19 24.32 24.55 24.76 24.94 25.12 25.28 25.45 25.62 25.75 25.94 26.19 26.32 26.56
TIEMPO (s)
TEMPERATURA (°C) SALA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
22.19 22.31 22.45 22.62 22.84 23 23.12 23.25 23.44 23.65 23.88 24.06 24.19 24.45 24.64 24.88 25.06 25.25 25.43 25.62 25.84 26 26.19 26.35 26.44
PROYECTO DE FISICA II
31
250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
26.75 26.94 27.12 27.31 27.5 27.75 28 28.19 28.37 28.62 28.87 29.06 29.31 29.62 29.81 30.06 30.25 30.5 30.75 30.94 31.12 31.25 31.31 31.44 31.56 31.69 31.81 31.94 32.06 32.12 32.19 32.25 32.31 32.44 32.48 32.5
PROYECTO DE FISICA II
250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
26.62 26.87 27.12 27.31 27.56 27.69 27.81 28 28.12 28.25 28.44 28.56 28.69 28.81 28.87 28.94 29.06 29.12 29.19 29.25 29.31 29.37 29.44 29.54 29.66 29.75 29.88 29.97 30.06 30.12 30.19 30.25 30.31 30.37 30.4 30.45
32
Grafica N° 9
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA HABITACION Temperatura (°C)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300 400 Tiempo (s)
500
600
700
Interpretación: En la gráfica N° 9 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 22.19 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 32.5 °C que sería la temperatura en la habitación de la vivienda al mediodía.
Grafica N° 10
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA SALA 35
Temperatura (°C)
30 25 20 15 10 5 0
0
100
200
PROYECTO DE FISICA II
300
400 Tiempo (s)
500
600
700
33
Interpretación: En la gráfica N° 10 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 22.19 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 30.45 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda al mediodía
. c) Mediciones de la temperatura aproximadamente a las 4 pm que, vendría a ser el parámetro de la tarde dando como resultado la siguiente tabla.
Tabla N° 7: Tiempo vs. Variación de la temperatura en la tarde. TIEMPO (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270
TEMPERATURA (°C) HABITACION 21.98 22.06 22.19 22.25 22.31 22.58 22.75 22.88 23 23.12 23.25 23.44 23.65 23.88 24.06 24.19 24.31 24.62 24.84 24.98 25.12 25.31 25.63 25.79 25.94 26.06 26.19 26.44
PROYECTO DE FISICA II
TIEMPO (s)
TEMPERATURA ( °C) SALA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270
21.98 22.06 22.12 22.19 22.25 22.32 22.44 22.56 22.76 22.88 22.95 23.06 23.19 23.32 23.48 23.65 23.72 23.94 23.12 23.25 23.35 23.5 23.62 23.75 23.88 23.98 24.12 24.24
34
280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
26.65 26.78 26.94 27.12 27.32 27.66 27.88 28.06 28.19 28.25 28.31 28.44 28.55 28.63 28.75 28.88 28.97 29.06 29.12 29.19 29.25 29.32 29.44 29.56 29.62 29.75 29.88 29.94 30 30.06 30.12 30.16 30.2
PROYECTO DE FISICA II
280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600
24.38 24.58 24.75 24.94 25.12 25.25 25.44 25.62 25.85 25.94 26.06 26.19 26.31 26.56 26.73 26.88 27 27.12 27.26 27.44 27.63 27.88 28 28.19 28.25 28.45 28.64 28.75 28.88 28.96 29 29.06 29.12
35
Grafica N° 11
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA HABITACION Temperatura (°C)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
700
Tiempo (s)
Interpretación: En la gráfica N° 11 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la habitación con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.98 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 30.2 °C que sería la temperatura en la habitación de la vivienda en la tarde.
Grafica N° 12
GRÁFICA: TIEMPO (S) VS. TEMPERATURA ( °C) EN LA SALA 35
Temperatura (°C)
30 25 20 15
10 5 0 0
100
200
300
400
500
600
700
Tiempo (s)
PROYECTO DE FISICA II
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Interpretación: En la gráfica N° 12 se observa los datos obtenidos de la variación de la temperatura en la sala con respecto al tiempo en segundos, la temperatura ambiente es de 21.98 °C, ésta varía hasta los 600 segundos dando como resultado una temperatura de 29.12 °C que sería la temperatura en la sala de la vivienda en la tarde.
7
DISCUSIÓN La discusión de nuestro trabajo de proyecto se basa en el por qué la temperatura en los dos parámetros medidos durante el día son diferentes, pues esto se da debido a la intensidad del calor que ingresa a la cámara de aire donde se genera el efecto invernadero por la función del vidrio que es el que impide que la radiación solar retorne hacia el exterior una vez captada, así mismo por la labor de las compuertas y de los conductores que son los que conducen el calor desde la cámara de aire hacia la sala y la habitación de la vivienda y pues esto explica el por qué la temperatura en el mismo parámetro en la sala es mayor que en la habitación, se da debido a la intensidad del calor transportado por los conductores ya que la habitación se encuentra a más distancia del muro acumulador.
8
9
CONCLUSIONES
Se logró obtener los datos y de dichos datos las gráficas que nos sirvieron para poder hacer los análisis de factibilidad de su uso en el departamento de Huánuco.
Se logró construir un prototipo de Muro Trombe, se evaluó y se determinó que si es efectivo.
Se alcanzó medir la temperatura del muro Trombe en dos parámetros con respecto al tiempo en un día.
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PROYECTO DE FISICA II
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[2] Ciencia & Cemento (2011). El muro Trombe. [En línea]. Recurado el 20 de septiembre del 2015 desde: http://wp.cienciaycemento.com/elmuro-trombe/ [3] Pilar M. (May, 2012). Bioclimatic Architecture. [En línea]. Recuperado el 20 de septiembre del 2015 desde: https://www.ucviden.dk/studentportal/files/11216507/bioclarchi123706.pdf [4] Larsen, S. F., Lesino, G., & Aires, C. B. (2000). SIMEDIF 2000: nueva versión del programa de diseño y cálculo de edificios. Avances en Energıas Renovables y Medio Ambiente, 4(1), 8-53. [5] Tasdemiroglu, E., Berjano, F. R., & Tinaut, D. (1983). The performance results of Trombe-Wall ive systems under Aegean Sea climatic conditions. Solar Energy, 30(2), 181-189.
PROYECTO DE FISICA II
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ANEXOS
PROYECTO DE FISICA II
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