¿Cómo puedo agregar masa térmica a mi casa?

Tengo unos 50 bidones de 55 galones apilados en mi sótano, todos llenos de agua. Están apilados uno encima del otro (fila inferior/fila superior) a lo largo de la pared norte del sótano. Tengo dos ventiladores montados en el piso, uno que empuja y otro que jala, montados en la cavidad de la viga de la planta baja (desde arriba parecen retornos de aire frío montados en el piso). Durante el día, los ventiladores hacen circular el aire por la casa. Nuestro calefactor tiene una puerta de derivación en el retorno de aire frío que abre una puerta al retorno de aire frío del sótano. De esta forma, durante el verano el ventilador de la caldera (los 365 días del año) extrae todo el aire de entrada del sótano. Con tanto aire proveniente del sótano, nuestras unidades de aire acondicionado de 2 a 3 toneladas funcionan quizás 6 días en todo el verano.

El sistema es económico de operar (alrededor de 1/4 de nuestros costos de enfriamiento solo con las unidades de aire acondicionado). Conseguí todos los barriles por alrededor de $200, y tengo agua de emergencia por años si la necesito. Además, mi casa no se la llevará un vendaval.

Un enfoque aburridamente aburrido es el panel de yeso doble (y no elija el tipo liviano), aunque eso se hace con más frecuencia cuando se construye o reconstruye/remodela que como una actualización sin que se lleve a cabo otra reconstrucción/remodelación. Agrega fácil y discretamente una masa significativa a la estructura interior.

Aprovecha el dinero y, en la mayoría de los casos, libra por libra, el agua gana. Masa térmica mucho más alta que una libra equivalente de mampostería. Si bien no conozco muchas aplicaciones residenciales que lo hagan, ciertamente podría almacenar bastante enfriamiento congelando hielo durante las horas de menor actividad y soplando aire sobre él durante las horas de mayor actividad. https://en.wikipedia.org/wiki/Ice_storage_air_conditioning

Aparte del costo, la mayoría de los PCM a temperatura ambiente están "relacionados con la cera" de una manera que significa que son inflamables. Eso se vuelve preocupante cuando se habla de lo suficiente como para marcar la diferencia en su casa, en lugar de una aplicación de chaleco refrigerante personal.

Este artículo proporciona información excelente sobre cómo maximizar la masa térmica:

Materiales de cambio de fase (PCM):

Existe un interés creciente en el uso de PCM como sustituto de la masa térmica ligera en la construcción. Todos los materiales requieren una gran entrada de energía para cambiar de estado (es decir, de sólido a líquido o de líquido a gas). Esta energía no cambia su temperatura, solo su estado. Por esa razón, se llama 'latente' (es decir, calor latente de fusión o vaporización). Las temperaturas de cambio de fase varían enormemente entre materiales.

Los materiales de cambio de fase, o PCM, pueden ser un sustituto liviano útil para la masa térmica.

Los materiales que se funden entre 25° y 35°C son muy útiles para almacenar ganancias solares pasivas. Cualquier aumento de temperatura por encima de un nivel de confort térmico deseado es absorbido por el PCM a medida que se derrite. Esta energía permanece almacenada hasta que el PCM comienza a solidificarse nuevamente a medida que las temperaturas descienden por la noche. A medida que se solidifica, libera el calor almacenado.

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Por ejemplo, se afirma que la capacidad térmica de una capa de yeso de 13 mm de espesor con un contenido de microcápsulas del 30 % es equivalente a la de un muro de mampostería de 150 mm de espesor.

Los PCM o contenedores llenos de agua tienen una capacidad de almacenamiento térmico mucho mayor que la mampostería y se pueden usar como un sustituto de la masa. Los PCM son mucho más ligeros que los de mampostería. El agua tiene el doble de capacidad de almacenamiento que el concreto y debido a la convección dentro del contenedor, las tasas de penetración son sustancialmente más altas. Por lo tanto, el agua puede proporcionar una capacidad de almacenamiento similar a la de la mampostería con una masa y un volumen significativamente menores. En consecuencia, ambas pueden ser opciones de masa rentables para los pisos superiores porque no requieren (o requieren menos) soporte estructural adicional.

Foto: Mike Cleaver, diseño inteligente

Las balaustradas llenas de agua proporcionan abundante masa térmica como parte de este balcón entrepiso.

La única buena solución para esto que yo sepa es el almacenamiento de calor geotérmico bombeado. En este sistema, se usa un pozo térmico para almacenar calor bajo tierra, y una bomba de calor se usa para mover la energía entre la casa y el suelo. Teóricamente, si su geología local lo permite, esto permite que su aire acondicionado durante el verano almacene calor que puede recuperarse durante el invierno.

Tenga en cuenta que la masa térmica aquí puede exceder la de la casa misma...

Tengo amigos que tenían instalado un sistema de este tipo, pero no los he oído quejarse ni entusiasmarse con él. Puedo preguntar...