Este estudio experimental evaluó el enfriamiento pasivo en una habitación utilizando un muro Trombe con humidificación en Egipto. Se construyó una habitación de prueba con un muro Trombe en el lado sur. Los experimentos midieron las temperaturas y humedades con y sin un sistema de enfriamiento evaporativo. Los resultados mostraron una reducción significativa de la temperatura dentro de la habitación en comparación con el exterior, especialmente cuando se combinó con el sistema de enfriamiento. El muro Trombe y la ventilación mejorada también prevenían la acumul

1. Estudio experimental de
enfriamiento solar pasivo en
regiones áridas usando muros
Trombe con humidificación
M.S. AHMED
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
UNIVERSIDAD DE SOHAG
FACULTAD DE EDUCACIÓN INDUSTRIAL
EGIPTO

2. Introducción
El consumo de energía destinado para aire acondicionado representa una proporción
considerable del consumo total de energía en un edificio.
Un muro Trombe consta de una mampostería orientado hacia el sur, cubierta de un
vidrio a unos milímetros de distancia. Los rayos solares pasan por el vidrio y son
absorbidos por la pared. La pared tiene dos aberturas, una superior y una inferior,
mientras que una tercera abertura se encuentra en el techo en la parte superior de la
cámara de aire para permitir la circulación de aire.

3. Introducción
Una parte de la energía absorbida en la mampostería calienta la pared. El resto es
transferida por convección a la cámara de aire y a la habitación y por radiación al vidrio.
La ventilación natural puede ser obtenida con una abertura en la parte inferior de la
pared para permitir que el aire circule por medio de flotación y escape al exterior por la
abertura superior. Al mismo tiempo se puede atraer el aire frio del exterior por medio de
una abertura. Se pueden plantar árboles al costado del edificio donde el aire entra a la
habitación para lograr que la sombra de estos reduzca la temperatura del aire de
entrada.

5. Introducción
El aire en la cámara entre el muro y el vidrio se calienta por convección. La tasa a la
cual el aire fluye por la habitación depende de la fuerza de empuje experimentada, la
resistencia a fluir por la cámara, y la resistencia del aire a entrar a la habitación.
Al momento de diseñar un muro Trombe se tienen que tomar en consideración la altura,
anchura y profundidad de la cámara, tipo de vidrio, y la inclusión de aislante o masa
térmica. En este estudio, se construyó una habitación de prueba y se adiciono una
unidad de enfriamiento evaporativo (EV).

6. Trabajo experimental
Una habitación de madera con uno de sus lados exteriores, lado sur, hecho de vidrio y
se incorporó una mampostería de 0.4 m de ancho dentro de la habitación formando una
cámara de aire con un espesor variante entre 0.15 y 0.2 m. La habitación está aislada
internamente.
Se incorpora una unidad de enfriamiento evaporativo en la pared del norte de la
habitación.
El experimento se llevó a cabo en julio de 2011.
Se llevó registro de la temperatura, velocidad y humedad en diferentes puntos de la
habitación y del muro Trombe.

7. Estructura experimental
Las dimensiones de la habitación de madera son: 2.5 m (longitud) x 1.7 m (ancho) x 2.2
m (altura). La pared de vidrio es de cristal transparente de 5 mm de grosor, está
compuesta de dos partes de 2.05 m x 0.57 m. Hay una abertura superior con
dimensiones de 0.3 m x 0.5 m en la pared al norte. Hay una apertura superior en la
cámara de aire para permitir que el aire escape al exterior.

8. Instrumentación

9. Procedimiento
Se llevaron a cabo cuatro experimentos, dos sin enfriamiento y dos con enfriamiento.
Se llevaron a cabo durante julio 13,14,15 y 16 del 2011.
La unidad de enfriamiento se activó el 15 y 16 de julio de 2011.
Se realizaron mediciones cada hora.

10. Resultados sin enfriamiento
El frente y detrás de la mampostería (Tw1, Tw2) y el muro de vidrio (Tg). Tw1 tiende a
tener incrementos relativamente altos hasta las 2 p.m. después disminuye con un
gradiente menor.
Tw2 tiende a incrementar con gradientes pequeños hasta las 6 p.m. y después comienza
a descender. La pared absorbe la energía solar la cual tiene un valor máximo alrededor
del mediodía y después disminuye.

12. Temperatura del aire en la habitación
La temperatura en tres puntos en la habitación incrementó hasta las 3 p.m. después
disminuyó hasta las 8 p.m. comparada con la temperatura del ambiente. La temperatura
dentro de la habitación es menor que la ambiental en un rango de 2°C a 7°C.

14. Temperatura en la cámara de aire
Como era esperado el punto más alto es el que tiene la mayor temperatura.

15. Velocidad de aire y humedad
La velocidad de salda de aire (Uo) tiende a incrementar hasta la 1 p.m. y a disminuir
después. La velocidad de salida es mayor que la velocidad de entrada (Ui) la mayoría
del tiempo. La humedad de la habitación (Hr) tiende a seguir el mismo comportamiento
que la humedad exterior (HR) pero con valores menores.

17. Resultados con sistema de enfriamiento
La mayor diferencia en temperatura fue de 4°C a las 3 p.m. después estuvo entre 2°C y
1°C. Es de notar que el incremento en la ventilación debido al muro Trombe disminuye
el incómodo efecto de humedad de la unidad de enfriamiento evaporativo.

19. Temperatura de la cámara de aire

20. Temperatura dentro de la habitación

22. Conclusiones
Una reducción remarcable en la temperatura dentro de la habitación utilizando el muro
Trombe comparada con la temperatura del ambiente.
Se puede mejorar con una unidad de enfriamiento evaporativo y el flujo de aire previene
la acumulación de humedad dentro de la habitación.