Inventan un nuevo sistema de calefacción barato y sostenible que usa solo arena

Un equipo de investigadores chino ha creado un nuevo sistema de calefacción que conecta una bomba de calor alimentada por energía solar a un suelo de almacenamiento térmico de arena. El aparato está ideado con distintos modos de funcionamiento que permiten reducir el coste, mejorando radicalmente la eficiencia de este tipo de sistemas a pesar de las bajas temperaturas o la humedad del exterior.

Los creadores de este nuevo sistema de calefacción son investigadores de la Universidad Tecnológica de Zhongyuan y la Universidad Tecnológica de Dalian, ambas en China. El equipo cree que una vez en marcha, el sistema es capaz de mantener una temperatura media de 18,8 °C en el interior de una estancia, aunque fuera haya una temperatura media de -5,5 °C.

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"Cuando la radiación solar es suficiente, la arena absorbe una cantidad sustancial de calor y lo libera en la habitación", afirman los investigadores en un artículo publicado recientemente en la revista Case Studies in Thermal Engineering. "Durante los periodos de radiación solar insuficiente o por la noche, el calor almacenado se libera gradualmente en la estancia, prolongando así la duración de la calefacción solar".

Cómo funciona

Este innovador sistema de calefacción está compuesto por un colector solar térmico, un tanque de almacenamiento térmico, una bomba de calor solar-aire y un suelo de almacenamiento térmico basado en arena. También cuenta con bombas de agua conectadas a tuberías que van por debajo del suelo y están cubiertas de una capa de 200 milímetros de arena que permite una retención eficaz del calor.

Según explican los investigadores, el sistema tiene cuatro modos distintos ideados para diferentes niveles de temperatura. El modo 1 funcionaba exclusivamente en días despejados donde la luz solar es más intensa. El sistema usa directamente los colectores solares para calentar los depósitos de almacenamiento térmico que regulan la temperatura de la casa.

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El modo 2 está pensado para los días nublados o lluviosos. En este caso, el sistema activa la bomba hidráulica para distribuir el calor. El modo 3 es una combinación de los anteriores: los colectores solares funcionan durante el día y la bomba de calor por la noche. Mientras que el modo 4 es el que mejor optimiza el uso de energía, utilizando solo la bomba de calor durante el día y dejándola apagada por la noche.

Una bomba de calor ultraeficiente

Esta nueva forma de calor, dicen los investigadores, es ideal para zonas rurales. Estos entornos ofrecen pocas opciones instalar un sistema de calefacción barato y sostenible, aseguran, y suelen usar combustibles como la madera o el carbón.

El equipo probó este sistema durante nueve días en una casa unifamiliar situada en una zona aislada de la región de Mongolia interior. Los resultados de los experimentos muestran que el suelo de almacenamiento térmico a base de arena mantiene las temperaturas interiores estables entre 17,4 °C por la noche y 20,2 °C durante el día en un rango de temperaturas en el exterior que va entre los -18,4 °C y los 12,3 °C.

El equipo no ha aclarado el coste de la instalación del nuevo sistema. Pero aseguran que no solo puede mejorar la eficiencia de la energía solar, sino que también reduce significativamente el tiempo de funcionamiento de la bomba de calor en condiciones de baja temperatura y alta humedad por la noche.