Modelization of an experimental solar test box equipped with a water-flow based window

A study on a water- ow window installed in a test box is presented. This window is composed of two glass panes separated by a chamber through water ows. The ow of water comes from an isolated tank which contains heat water. In order to fully evaluate the water- ow window performance for different room and window sizes, locations and weather conditions, a mathematical model of the whole box is needed. The proposed model, in which conduction heat transfer mechanism is the only considered, is one dimensional and unsteady based upon test box energy balance. The effect of the heat water tank, which feeds the water- ow window, is included in the model by means of a time delay in the source term. Although some previous work about moving uid chamber has been developed, air was used as heat transfer uid and no uid storage was considered. Finally a comparison between the numerical solution and the obtained experimental data is done

Home automation controller for a water-flow window

Facing the EU energy efficiency and legal scenarios related to buildings (2010/31 EU directive), new sustainable advanced concepts for envelopes are required. These innovative designs must be able to offer an elevated level of energy efficiency based on a high performance architecture. According to this, smart glazings, and particularly active water-flow glazings, represent a promising alternative to other solar control glazings, since they can reduce the building energy demand avoiding well known drawbacks as high cost, glare problems and high response time that affect to other smart glazings. This kind of glazing, as any other active one, needs to be operated by a control system. In order to operate a water-flow based window, a new controller based on an inexpensive microcontroller board has been develope

Ventanas con cámara de agua circulante en Edificios de consumo de Energía Casi Nulo

Según la normativa Europea relacionada con la eficiencia energética en edificios, a partir del año 2020 todos los edificios de nueva planta deberán considerarse como Edificios de consumo energético casi nulo o Near zero energy buildings (nZEB). Aunque aún no existe una definición exacta de los requisitos que tendrán que cumplir este tipo de edificios, resulta evidente que deberán tener una demanda energética reducida. Dado que las ventanas pueden llegar a ser responsables de aproximadamente el 30% del consumo energético destinado a acondicionar térmicamente un edificio, constituyen uno de los elementos cuya eficiencia debe mejorarse para lograr este tipo de edificios. Frente a este panorama, las ventanas con cámara de agua circulante constituyen un tipo de ventana dinámica poco conocido, pero cuya contribución a los edificios de consumo de energía casi nulo tanto nuevos como rehabilitados, puede ser muy interesante en climas cálidos como los del sur de Europ

Control domótico de un acristalamiento activo con cámara de agua circulante para la reducción de la demanda energética de edificios de consumo de energía casi nulo

Este trabajo de investigación plantea el uso de una fachada activa para mejorar la eficiencia energética de los edificios, con objeto de lograr Edificios de Consumo de Energía Casi Nulo (EECN) o Nearly Zero-Energy Buildings (NZEB). Más concretamente, la tesis se enfoca en el empleo de un controlador domótico capaz de gestionar un acristalamiento activo con agua en circulación a través de su cámara. El uso de este controlador tiene un doble efecto sobre el edificio: por un lado, da lugar a una reducción de la demanda de energía mediante la atenuación de las cargas solares y, por otro, favorece la disminución del consumo energético mediante el aprovechamiento de la energía captada con un cierto desfase temporal, lo que contribuye a mejorar el rendimiento de los sistemas de acondicionamiento. Este sistema de control domótico, construido ad hoc y basado en hardware de código abierto, permite monitorizar y controlar un prototipo de acristalamiento activo instalado en un módulo de tamaño reducido, cuyo comportamiento se ha estudiado en condiciones climáticas reales en la ETS de Arquitectura de la Universidad Politécnica de Madrid. A partir de los datos experimentales obtenidos ha sido posible analizar la influencia de este tipo de acristalamientos sobre el ambiente interior del módulo considerado. De manera adicional, y con idea de evaluar el comportamiento de este tipo de acristalamientos activos con agua en circulación en un edificio a escala real, se ha implementado un modelo simplificado de estos acristalamientos activos en el software de simulación energética TRNSYS. Dicha implementación ha permitido llevar a cabo una primera comparación, tanto energética como económica, entre el uso de vidrios estáticos y de vidrios activos con cámara de agua circulante con distintos niveles de control. ----------ABSTRACT---------- This research work proposes the use of a controlled active façade as one of the elements which can contribute to reach Near Zero-Energy Buildings. More accurately, this thesis focuses on employing a home automation controller able to manage a water-flow glazing. The mentioned water-flow glazing not only reduces energy demand by means of solar loads reduction but also diminishes the energy consumption using the gained energy to increase the performance of conditioning systems with a certain time lag. This home automation system, which has been built ad-hoc and is based on open-source hardware, is able to monitor and control a water-flow glazing prototype installed on a small-size test module. The influence of the water-flow glazing on the internal ambient of the test module has been analysed from the gathered data gained under real outdoors weather conditions at ETS of Architecture from Technical University of Madrid. Additionally, in order to study the behaviour of this kind of glazing on a real-scale building, a simplified model of these active glazings has been implemented in TRNSYS building’s energy performance software. This implementation lets to carry out a first energetic and economic evaluation between the use of passive glazings and an active water-flow glazing using different control levels

Ventanas con cámara de agua circulante en edificios de consumo de energía casi nulo

Según la normativa Europea relacionada con la eficiencia energética en edificios, a partir del año 2020 todos los edificios de nueva planta deberán considerarse como Edificios de consumo energético casi nulo o Near zero energy buildings (nZEB). Aunque aún no existe una definición exacta de los requisitos que tendrán que cumplir este tipo de edificios, resulta evidente que deberán tener una demanda energética reducida. Dado que las ventanas pueden llegar a ser responsables de aproximadamente el 30% del consumo energético destinado a acondicionar térmicamente un edificio, constituyen uno de los elementos cuya eficiencia debe mejorarse para lograr este tipo de edificios. Frente a este panorama, las ventanas con cámara de agua circulante constituyen un tipo de ventana dinámica poco conocido, pero cuya contribución a los edificios de consumo de energía casi nulo tanto nuevos como rehabilitados, puede ser muy interesante en climas cálidos como Jos del sur de Europa