ES2233047T3 - Cubierta captadora de energia solar para edificios y panel integrante de la misma. - Google Patents
Cubierta captadora de energia solar para edificios y panel integrante de la misma.Info
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Abstract
Se obtiene con varios elementos de plancha (1) termoconductora, impermeable, ensamblados estableciendo uniones impermeables, los cuales integran una pluralidad de perfiles longitudinales (3), huecos, que se communican por sus extremos (3a, 3b) con unos conductos distribuidor (6) y colector (7) respectivamente, formando parte de un circuito para un fluido caloportador (A). Los elementos de plancha (1), perfiles longitudinales (3) y conductos distribuidor (6) y colector (7) son elementos resistentes y constructivos de dicha cubierta sustitutivos del tejado. Cada panel ensamblable integra un elemento de plancha (1), varios perfiles longitudinales (3) con sus extremos respectivamente conectados con un tubo en funciones de distribuidor y un tubo en funciones de colector formando un circuito para el fluido caloportador (A) específico del panel, con una entrada en dicho tubo en funciones de distribuidor y una salida en dicho tubo en funciones de colector.
Description
Cubierta captadora de energía solar para
edificios y panel integrante de la misma.
La presente invención concierne a una cubierta
captadora de energía solar para edificios que es estructural y
autoportante, susceptible de sustituir una cubierta convencional sin
excesivos costos adicionales, cumpliendo además una función de
captación de energía solar.
La presente invención concierne además a un panel
integrante de una cubierta captadora de energía solar para edificios
del tipo citado anteriormente.
Las aplicaciones de esta invención son variadas
dentro del ámbito de las instalaciones térmicas utilizadas en
diversos tipos de edificios. En el ámbito doméstico cabe destacar la
obtención de agua caliente sanitaria, calefacción por suelo
radiante, calefacción por aire caliente, climatización mediante
máquina de absorción, y climatización de piscinas. En el sector
agrícola tiene aplicación, por ejemplo, para secaderos de cosechas y
calefacción de establos, y en el sector industrial tiene aplicación
como aporte de calor a procesos térmicos de baja intensidad
calórica.
El aprovechamiento de la energía solar cobra
pleno sentido como complemento a las fuentes convencionales de
producción energética que parten de fuentes no renovables, tales
como el petróleo, carbón o uranio, o de instalaciones con una
elevada incidencia en el entorno, como las centrales hidroeléctricas
y parques eólicos.
Aunque en la actualidad existe una tecnología que
permite la transformación directa de energía solar en energía
eléctrica, tal tecnología resulta extremadamente costosa, siendo
reservada a aplicaciones muy concretas.
Sin embargo, el aprovechamiento térmico de la
energía solar puede realizarse a un costo notablemente inferior,
asequible por la mayona de las economías. Aunque gran parte de la
energía que se consume en los países desarrollados es en forma de
energía eléctrica, una porción significativa de ésta se utiliza para
producir energía térmica. Por consiguiente, el aprovechamiento
térmico de la energía solar tiene un amplio campo de aplicación
para, por ejemplo, calentamiento de agua y calefacción, en especial
en el ámbito doméstico.
Sería deseable, por lo tanto, disponer de un
sistema de captación de energía solar susceptible de ser instalado
individualmente para cada edificio y capaz de abastecer, totalmente
o en gran parte, las necesidades de agua caliente y calefacción de
dicho edificio, al menos durante los períodos de mayor insolación.
Una implantación masiva de tal sistema de captación energética
individual para cada edificio representaría, a nivel general, un
enorme ahorro de otras energías proveniente de fuentes no
renovables. Sin embargo, una condición esencial para que se produzca
tal implantación masiva es que la instalación del dispositivo de
captación de energía solar a un edificio tenga unos costos
adicionales muy reducidos respecto a los costos de las soluciones
estándar, ya implantadas, o incluso nulos en el caso de implantación
en nuevas edificaciones.
Son conocidos numerosos dispositivos captadores
de energía solar preparados para ser instalados preferentemente
encima de un tejado de un edificio. La patente
US-A-4.338.921 describe un ejemplo
clásico de un dispositivo de este tipo que comprende unos paneles
colectores de energía solar susceptibles de ser colocados, por
ejemplo, encima de un tejado, como puede verse en la Fig. 1 de la
citada patente. Los paneles colectores calientan un líquido que
circula, impulsado por una bomba, por un circuito cerrado que
comprende un serpentín de intercambio de calor dispuesto en el
interior de un depósito de agua conectado al circuito de
distribución de agua caliente al edificio. El agua caliente
procedente de dicho depósito pasa posteriormente por un calentador
convencional, eléctrico o de gas, para elevar su temperatura hasta
un nivel deseado.
El sistema descrito por dicha patente
US-A-4.338.921 incorpora los
elementos esenciales que definen cualquier sistema elemental de
calentamiento de un fluido por energía solar, especialmente en
aplicaciones domésticas. Sin embargo, los paneles que incorpora
pueden superponerse a una cubierta convencional pero en ningún caso
están concebidos para sustituir tal cubierta, lo que significa
siempre un costo de magnitud considerable añadido al costo de la
edificación convencional.
Por otra parte, dichos paneles presentan una
superficie de exposición a la radiación solar relativamente reducida
respecto a la superficie de la cubierta sobre la que están
instalados. Esto obliga a buscar una máxima eficiencia de captación
térmica por unidad de superficie, lo que se traduce en un elevado
costo por panel que se añade al incremento de costo general de la
instalación.
En la patente
EP-A-0 073 843 se describe un
sistema de placas dotadas de elementos para la acumulación de
energía solar susceptibles de ser extendidas por encima de una
cubierta convencional. Este es otro ejemplo de dispositivo cuyo
costo se añade al de la cubierta convencional, y que por lo tanto no
constituye una alternativa a la misma.
La patente
EP-A-0000543 describe un elemento de
construcción para climatizar techos o fachadas, susceptible de ser
aplicado a la captación de energía solar ocupando la totalidad de la
superficie de un sector de cubierta de un edificio. Este dispositivo
comprende, en la parte más elevada del elemento constructivo, dos
conductos para un líquido de intercambio térmico, a partir de los
cuales se extienden perpendicularmente hacia la parte más baja una
serie de tubos ahorquillados que cubren toda la zona de la
superficie a climatizar. Cada uno de los dos extremos de los tubos
ahorquillados está respectivamente conectado a uno de dichos dos
conductos de la parte superior del elemento de construcción de
manera que se forma un circuito cerrado. Una serie de planchas se
disponen por encima y por debajo de los citados tubos cubriendo
dicho sector de cubierta. También se describe la agrupación de
varios de dichos tubos y planchas formando paneles.
Aunque esta patente ya prevé, en uno de sus modos
de funcionamiento, el aprovechamiento de toda la superficie de la
cubierta de un edificio para la captación de energía solar, no se ha
previsto que los propios elementos que forman el sistema de
captación de energía constituyan elementos estructurales del
edificio en sustitución de la cubierta convencional. En efecto, en
todas las realizaciones de la citada patente, los citados tubos,
conductos y planchas no son componentes resistentes del citado
elemento de construcción, sino que van apoyados encima de una
estructura de soporte independiente, provista de sus propios
elementos resistentes (como puede verse en las Figs. 1, 8, 11 y 14
de la citada patente), aunque en algunas de dichas realizaciones se
prevé que los elementos del dispositivo puedan realizar funciones de
refuerzo de dicha estructura de soporte.
Por su parte, en la patente
EP-B1-O 270 910 se describe una
cubierta solar sustitutiva del tejado de un edificio, autoportante,
que no precisa de la colocación de vigas para su sostenimiento. Sin
embargo, dicha cubierta no es en modo alguno una cubierta
convencional, puesto que, presenta, en su cara superior, una serie
de superficies reflectoras y captadoras que forman una compleja
trama de compartimentos y replegados con el fin de optimizar la
captación de la radiación solar. Por el fondo de dichos
compartimentos se sitúan unos canales de paso reducido por los que
circula un fluido (líquido o gas) caloportador.
La orientación de dichas superficies reflectoras
y captadoras debe ser calculada, diseñada y realizada con precisión
de acuerdo con el emplazamiento y orientación específica de cada
edificio en particular.
Debido a su especial configuración, la cubierta
de la citada patente EP-B 1-0 270
910 no presenta una superficie superior lo bastante regular, ni lo
bastante fuerte para resistir el peso de una persona que se subiera
a ella, por ejemplo, para su revisión o reparación.
Por otra parte, la existencia de compartimentos y
replegados en la cara superior de dicha cubierta hace que sea muy
propensa a la formación de depósitos de polvo y tierra, que pueden
ser consolidados por el crecimiento de plantas, aumentando el peso
sobre los elementos estructurales de la misma y obturando los pasos
de evacuación del agua de lluvia. Dichos compartimentos también son
muy inconvenientes en caso de viento o nieve.
Además, la citada cubierta ofrece una apariencia
externa muy diferente a la de las cubiertas convencionales, lo que
obliga a realizar un trabajo de diseño adicional para lograr la
armonización e integración arquitectónica de dicha cubierta con el
resto del edificio.
Por último, la complejidad en la estructura y
configuración de la parte expuesta al sol de dicha cubierta y las
especiales condiciones de su montaje hacen que su costo sea
notablemente superior al de una cubierta convencional, por ejemplo
metálica, y por lo tanto, difícilmente su fabricación e instalación
pueden alcanzar los niveles de implantación masiva dentro de la
industria de la construcción requeridos para conseguir las
finalidades de ahorro energético colectivo y de disminución de la
polución perseguidas por la presente invención, quedando como una
opción particular de un propietario a expensas de un aumento de los
costos.
La patente FR 2330974 describe un dispositivo de
captación de la energía solar que puede formar un componente de
cubierta, que consiste en una plancha receptora y al menos un tubo
de circulación para el fluido caloportador, siendo dicha plancha
receptora y dicho tubo de circulación elementos que integran un
único perfil, lo cual garantiza una transmisión óptima de calor
entre la plancha receptora y el tubo de circulación, y el hecho de
que los perfiles están fabricados mediante producción continua
supone unos costos mínimos en lo que se refiere a los componentes.
En un ejemplo del citado dispositivo de captación, dicho tubo de
circulación está colocado al menos entre dos planchas, una de las
cuales es llamada plancha receptora y la otra, plancha de
estructura, de lo cual resulta un dispositivo de captación rígido,
que puede ser autoportante. Adicionalmente, dicho perfil contiene
paneles laterales que forman a su vez elementos de rigidez
longitudinal, soportes del dispositivo de captación y medios para
acoplar herméticamente un dispositivo de captación al siguiente.
Sin embargo, el dispositivo de captación de la
citada patente FR 2330974 es sólo un componente de una cubierta, el
cual no resuelve la complejidad de la totalidad de una cubierta, y
además sólo es autoportante cuando se añaden elementos de refuerzo a
la plancha receptora y a los tubos de circulación, tales como la
citada plancha de estructura o los citados paneles laterales, los
cuales no desempeñan ninguna función en la captación de energía
solar ni en el sistema de explotación. Asimismo, los tubos
colectores y distribuidores necesarios para dicha captación de
energía solar y para dicho sistema de explotación no están
integrados en el dispositivo de captación, de manera que no
desempeñan ninguna función como elementos de refuerzo de la
cubierta.
La patente US-A-4
336 793 describe una tira que forma un panel de captación de energía
solar con una configuración que se entrelaza con conductos para la
transmisión de calor, en los cuales se pueden entrelazar a su vez
tiras contiguas para formar paneles, que pueden servir además como
material de construcción de cubiertas. Sin embargo, la patente
US-A-4 336 793 no refleja que los
tubos conductores de fluido están expuestos directamente a la luz
del sol y no están integrados en las tiras (material laminar), de
manera que no contribuyen al refuerzo estructural del panel.
Por consiguiente, un objetivo de la presente
invención consiste en proporcionar una cubierta para edificios que,
además de cumplir las habituales funciones de elemento estructural
constructivo, aislante térmico e impermeable, sea un captador de
energía solar, con unos costos de producción e instalación
equivalentes, o sólo ligeramente superiores, a los costos de las
cubiertas convencionales y con unos métodos de producción e
instalación equiparables a los actualmente utilizados para dichas
cubiertas convencionales, para permitir su implantación masiva
dentro de la industria de la construcción, tanto en edificaciones
nuevas como en rehabilitaciones de edificios antiguos.
Otro objetivo de la invención es el de
proporcionar una cubierta con capacidad de captación de energía
solar para un edificio que no precise de orientación particular de
cada uno de sus elementos sino que baste con cuidar la orientación
general de toda la cubierta, basándose su eficacia más en la
exposición de la máxima superficie posible captadora de radiación
solar que en la eficiencia intrínseca de cada uno de los elementos
de captación.
Otro objetivo de la invención es el de
proporcionar una cubierta con capacidad de captación de energía
solar para un edificio que sea practicable, es decir, que permita y
soporte el acceso de una persona a su superficie para, por ejemplo,
su inspección o reparación.
Otro objetivo de la invención es el de
proporcionar una cubierta con capacidad de captación de energía
solar para un edificio que presente una superficie superior
despejada y sin impedimentos para la evacuación del agua.
Otro objetivo de la invención es el de
proporcionar una cubierta con capacidad de captación de energía
solar para un edificio con una apariencia externa análoga a la de
una cubierta metálica convencional, cuya implantación no conlleve
una necesidad adicional de armonización con los elementos de
construcción habituales, lográndose una total integración
arquitectónica de la misma.
Un último objetivo de la invención es el de
proporcionar un sistema de cubierta con captación de energía solar
para un edificio que sea susceptible de ser formada por ensamblado
de varios paneles prefabricados, previamente verificados.
Estos objetivos se consiguen aportando una
cubierta captadora de energía solar para edificios formada por un
sistema de elementos de plancha, de un material termoconductor e
impermeable, ensamblables entre sí estableciendo uniones también
impermeables, cuyos elementos de plancha incorporan unos canales
para un fluido caloportador conectados por sus extremos a un
conducto distribuidor y a un conducto colector, respectivamente,
formando parte de un circuito, en general cerrado, de
aprovechamiento térmico de la energía acumulada por dicho fluido, de
tal manera que toda el área de la superficie de la cubierta se
constituye en un único colector de energía térmica solar.
Preferiblemente, dicho elemento de plancha,
incluyendo los citados canales, va recubierto por su cara inferior
con una capa gruesa de material térmicamente aislante, que cumple a
la vez las funciones de prevenir pérdidas térmicas en el fluido
caloportador a través de los perfiles tubulares y de aislamiento
térmico convencional del edificio. Eventualmente, dicho material
termoaislante se puede rematar por su cara vista mediante una placa
o lámina de acabado.
Una característica esencial de la presente
invención reside en el hecho de que dichos elementos de plancha,
junto con los citados canales y dichos conductos distribuidor y
colector, constituyen a su vez unos elementos estructurales capaces
de autosustentarse y de soportar totalmente o en gran parte las
solicitaciones de cargas que se exigen de una cubierta convencional,
lo que, junto con sus propiedades de aislamiento térmico y de
impermeabilización, hace que la cubierta captadora de energía solar
de acuerdo con la presente invención sea capaz de sustituir una
cubierta convencional con un bajo o nulo costo adicional.
En la cubierta de la invención, el circuito de
aprovechamiento térmico tanto puede ser un circuito abierto como
cerrado. En caso el de un circuito abierto, se introduce un fluido,
generalmente gaseoso, y en especial aire atmosférico, a una
temperatura T_{1}, a través del conducto distribuidor hacia dicha
pluralidad de canales, donde paulatinamente se calienta por efecto
de la radiación solar a medida que va circulando, hasta salir a una
temperatura T_{2}, superior a T_{1}, a través del conducto
colector directamente en el local o recinto que se desea calentar.
Tal sistema de circuito abierto es especialmente útil en
aplicaciones tales como secaderos agrícolas, calefacción de
establos, naves industriales, pabellones deportivos, y
similares.
En el caso de tratarse de un circuito cerrado,
que es en la mayoría de aplicaciones, especialmente para agua
caliente sanitaria y calefacción doméstica, se establece un circuito
primario, que es propiamente el circuito cerrado, y un circuito
secundario, abierto en el caso de agua caliente para el consumo, o
cerrado en el caso, por ejemplo, de calefacción por radiadores. El
circuito primario esta formado por los conductos del sistema de
captación de calor de la cubierta, es decir, el conducto
distribuidor, la pluralidad de canales longitudinales y el conducto
colector, y por un tramo de conducción que une la salida del
colector con la entrada del distribuidor, pasando por una zona de
intercambio térmico. Por dicho circuito primario circula un fluido
caloportador (preferiblemente agua común), el cual entra a través
del conducto distribuidor a una temperatura T_{1}, hacia dicha
pluralidad de canales, donde paulatinamente se calienta por efecto
de la radiación solar a medida que va circulando por ellos, hasta
salir a una temperatura T_{2}, superior a T_{1}, a través del
conducto colector, de donde es conducido a dicha zona de intercambio
térmico (que típicamente es un depósito) a la que entra por la zona
superior de la misma a la temperatura T_{2} y sale por la zona
inferior a la temperatura T_{1}, de donde es conducido de nuevo al
conducto distribuidor. El circuito secundario es, por ejemplo, el
circuito de distribución de agua caliente al edificio, e incorpora
un intercambiador de calor, tal como un serpentín, en dicha zona de
intercambio térmico, es decir, sumergido en el fluido caloportador
del interior del citado depósito. El fluido del circuito secundario
entra en el intercambiador de calor por la parte inferior del mismo
a una temperatura T_{1}' y sale por la parte superior a una
temperatura T_{2}', superior a T_{1}', hacia el lugar de
consumo.
La circulación del fluido caloportador por el
circuito primario cerrado está normalmente producida por la
convección del propio fluido A caloportador (circulación
termosifónica), aunque puede estar asistido, si se considera
necesario, por una bomba. Tal bomba puede estar accionada por un
motor eléctrico de corriente alterna alimentado desde la propia red
de suministro eléctrico del edificio, o puede estar accionada por un
motor eléctrico de corriente continua alimentado desde una estación
de módulos fotovoltaicos que capten la energía de la radiación
solar.
Es evidente que un colector formado de acuerdo
con la presente invención, sin una tapa cobertora de vidrio como la
que presentan usualmente los colectores convencionales, tendrá unas
pérdidas energéticas mayores, aunque su rendimiento no será muy
inferior al de dichos colectores convencionales a condición de que
trabaje a temperaturas del fluido moderadas, de hasta 45ºC. Sin
embargo, este factor poco favorable se ve compensado por el hecho de
disponer de una superficie de captación muy superior, proporcionada
por el óptimo aprovechamiento de la totalidad del área disponible de
la superficie de la cubierta del edificio, y por la sustancial
disminución en el peso y en los costes que representa la ausencia de
dicha tapa cobertora de vidrio.
Para optimizar las operaciones de fabricación,
instalación y verificación de la cubierta, de acuerdo con un ejemplo
preferido de realización de la presente invención, se ha procedido a
la realización de paneles ensamblables. Cada panel comprende uno de
dichos elementos de plancha, con una superficie captadora de energía
solar, que integra una pluralidad de dichos canales longitudinales y
unos tubos en funciones de conducto distribuidor y de conducto
colector, dispuestos en los extremos del elemento de plancha,
transversalmente a los canales, a los que se conectan los
respectivos extremos de dichos canales. Con ello, cada panel integra
un sub-circuito para un fluido caloportador, con una
entrada en el tubo en funciones de distribuidor y una salida en el
tubo en funciones de colector. Asimismo, cada panel puede incorporar
ventajosamente una capa de material termoaislante adosada a la cara
no expuesta a la radiación solar, así como un recubrimiento
termoaislante para los tubos en funciones de conductos distribuidor
y colector. Cuando en una edificación los citados paneles deben
quedar vistos por su parte inferior, sobre la cara vista de la capa
de material termoaislante va adosada una placa o lámina de
acabado.
Los paneles también incluyen en sus laterales
unos medios para facilitar un ensamblado mutuo con el fin de formar
cubiertas de gran superficie, en cuyo caso cada uno de los
sub-circuitos individuales de cada panel puede
comunicarse con los demás para formar parte de un único circuito, ya
sea abierto o cerrado, para un fluido caloportador, o pueden estar
comunicados por grupos formando varios circuitos.
Dichos paneles están preferiblemente
prefabricados, en cuyo caso salen de fábrica terminados y
verificados, con la garantía de haber superado unas pruebas de
resistencia mecánica y de hermeticidad adecuadas. Con ello, la
instalación de la cubierta se limita a la colocación y fijación
mecánica de los paneles, adosados lateralmente entre sí, sobre unos
apoyos adecuados, a la unión impermeable de ensamblado entre los
paneles (si ésta no queda automáticamente establecida por la misma
forma de las planchas), a la conexión de las entradas y salidas de
los sub-circuitos individuales de cada panel
formando uno o más circuitos abiertos o cerrados, según un esquema
prediseñado y al acabado final de la cubierta con unos elementos de
canalones, cumbreras, remates, bajantes y similares, pudiéndose
efectuar ventajosamente una prueba final de hermeticidad bajo carga
de toda la instalación en la obra.
Una típica aplicación de la cubierta de acuerdo
con la presente invención es la de proporcionar agua caliente
sanitaria o para calefacción en el ámbito doméstico. En tal caso, el
sistema comprende uno o más circuitos primarios para un fluido
caloportador, es decir, aquellos circuitos cerrados que comprenden
los canales y conductos distribuidor y colector de la cubierta, y
por uno o más circuitos secundarios, es decir, aquellos circuitos de
distribución de agua a la vivienda o viviendas del edificio. La
transferencia de calor entre el circuito o circuitos primarios y el
circuito o circuitos secundarios se realiza en uno o más sectores de
intercambio térmico, por ejemplo, del tipo de depósito y serpentín,
con la particularidad de que el fluido caloportador del circuito
primario es el que llena el depósito y el fluido del circuito
secundario es el que pasa por el serpentín sumergido en el
depósito.
El fluido utilizado como caloportador en el
circuito primario está elegido de entre el grupo formado por agua de
la red, agua desionizada o tratada con inhibidores de la corrosión
y/o anticongelante, aceite térmico o cualquier otro fluido apropiado
a la aplicación específica de que se trate. La naturaleza de dicho
fluido determinará las dimensiones y materiales característicos de
la perfilería tubular estructural y las condiciones para su
mantenimiento.
En un ejemplo de realización de la invención, uno
o más depósitos para uno o varios serpentines de intercambio térmico
constituyen además unos elementos de apoyo para el conducto o
conductos colectores, realizando así una función adicional como
elemento estructural de soporte de la cubierta.
Las ventajas esenciales que ofrece la cubierta
captadora de energía solar para edificios objeto de la presente
invención son:
- es una cubierta captadora de energía solar autosustentable, en la que cada elemento cumple unas funciones convencionales como elemento resistente, impermeabilizante y/o aislante térmico a la vez que unas funciones de captación, preservación y/o conducción de la energía térmica solar, por lo que su fabricación e instalación no implica necesariamente un incremento de costo respecto a una cubierta convencional de calidad equivalente;
- presenta una superficie exterior accesible, resistente, despejada y sin impedimentos para la evacuación del agua de la lluvia o la nieve, funcionando además como elemento resistente;
- su apariencia externa no difiere sustancialmente de las de las cubiertas metálicas convencionales;
- su producción e instalación no requiere de técnicas distintas de las utilizadas para las cubiertas convencionales, por lo que dicha cubierta captadora de energía solar es susceptible de ser inmediatamente integrada en los procedimientos habituales de la industria de la construcción.
Este conjunto de ventajas hace posible una
implantación masiva, a corto plazo, de la cubierta captadora de
energía solar para edificios de acuerdo con la presente invención,
con la consiguiente contribución al ahorro energético y a la
disminución de los niveles de polución ambiental que ello
significa.
La invención se explica a continuación con más
detalle mediante unos ejemplos de realización que vienen
representados en los dibujos que se acompañan, los cuales se
proporcionan únicamente con una finalidad ilustrativa, sin que deban
ser interpretados en ningún caso con carácter limitativo. En estos
dibujos:
la Fig. 1 es una vista en planta de una cubierta
de acuerdo con la invención;
la Fig. 2 es una vista en planta de una cubierta
formada a partir de varios paneles de acuerdo con la invención;
la Fig. 3 es una vista en perspectiva de un panel
integrante de la cubierta de la Fig. 2;
las Figs. 4 a 10 son vistas frontales ampliadas
que muestran diferentes formas de integración de unos canales en un
elemento de plancha ya sea de la cubierta o del panel de la
invención;
las Figs. 11 a 14 son vistas frontales ampliadas
que muestran diferentes variantes en la forma de ensamblado entre
dos elementos de plancha contiguos de la cubierta o de los paneles
de la invención;
la Fig. 15 es una vista parcial en alzado de una
sección transversal de un edificio provisto de una cubierta de
acuerdo con la presente invención, en la que se muestra un esquema
del funcionamiento de la misma; y
la Fig. 16 es una vista superior de un depósito
integrante de una cubierta de acuerdo con la invención.
Haciendo en primer lugar referencia a la Fig. 1,
en ella se muestra esquemáticamente una vista en planta de una
cubierta captadora de energía solar de acuerdo con la presente
invención. Dicha cubierta está formada a partir de varios elementos
de plancha 1 termoconductora, impermeable, susceptibles de
ensamblarse entre sí estableciendo uniones impermeables, de manera
que se obtiene una superficie absorbente de la radiación solar que
ocupa toda la superficie de dicha cubierta. Cada uno de los
elementos de plancha 1 integra una pluralidad de canales para un
fluido caloportador A que se constituyen por unos perfiles
longitudinales 3 huecos, unidos o integrados al citado elemento de
plancha 1. El elemento de plancha 1, junto con dichos perfiles
longitudinales 3, forma un conjunto capaz de resistir totalmente o
en gran parte las solicitaciones de la carga de cálculo de dicha
cubierta correspondientes al área de cubierta formada por dicho
conjunto.
Cada uno de dichos perfiles longitudinales 3 se
comunica por un primer extremo 3a con un conducto distribuidor 6 y
por un segundo extremo 3b con un conducto colector 7, de manera que
se forma un circuito para dicho fluido caloportador A, que en
general es cerrado, como se verá más adelante, con una entrada 6a en
dicho conducto distribuidor 6 y una salida 7a en de dicho conducto
colector 7. La circulación del fluido caloportador A por dicho
circuito está indicada por unas flechas en la Fig. 1.
Los conductos distribuidor 6 y colector 7 también
están diseñados de manera que son elementos estructurales
resistentes sobre los que descansan los elementos de plancha 1
constitutivos de la superficie captadora, con los perfiles
longitudinales 3 integrados, y pueden estar apoyados por sus
extremos sobre unos puntales 80 o muros de carga.
Preferiblemente, adosada a la cara no expuesta a
la radiación solar de tal cubierta se aplica una capa 5 de un
material termoaislante que, en caso de que deba quedar a la vista,
puede terminarse con una placa o lámina de acabado 18, como se
muestra en las Figs. 11 a 14.
Los elementos de plancha 1 cumplen la función de
impermeabilización del edificio y de captación solar. El material
utilizado para su construcción está elegido de entre el grupo
formado por acero inoxidable, acero galvanizado o lacado, cobre,
aluminio o cualquier otro material no metálico que tuviera la
característica de ser termoconductor, de los que usualmente son
empleados en la construcción de cubiertas. La superficie exterior es
de color oscuro, preferiblemente negro, para mejorar la absorción de
la energía de los rayos solares.
Los perfiles longitudinales 3, así como los
conductos distribuidor 6 y colector 7, realizan una doble función;
por un lado constituyen unos elementos rigidizantes estructurales de
la cubierta, total o parcialmente autosustentables, y por otro lado
forman unas conducciones para el fluido caloportador A. El material
de los perfiles longitudinales 3 y de los conductos distribuidor 6 y
colector 7 puede ser uno cualquiera de los ya citados acero
inoxidable, acero galvanizado o lacado, cobre, aluminio o cualquier
otro material no metálico que tuviera la característica de ser
termoconductor. Es importante, sin embargo, que en caso se elegirse
materiales distintos para dichos conductos y para la cubierta, la
pareja de materiales seleccionados no forme grandes pares
galvánicos, puesto que son causantes de graves problemas de
corrosión.
La función de la capa 5 de material termoaislante
consiste en aislar térmicamente los elementos de plancha captadores
y los perfiles longitudinales 3 acoplados a ellos, evitando pérdidas
de energía calorífica en el sistema captador, a la vez que realiza
la función habitual de aislamiento térmico y acústico del edificio.
El material de la capa 5 termoaislante está elegido de entre el
grupo formado por manta de lana de vidrio, lana de roca, espuma de
poliuretano, o cualquier otro de similares características,
usualmente utilizados en la industria de la construcción.
El fluido A utilizado como caloportador está
elegido de entre el grupo formado por agua de la red, agua
desionizada o tratada con inhibidores de la corrosión y/o
anticongelante, aceite térmico, aire o cualquier otro fluido
apropiado a la aplicación específica de que se trate. La naturaleza
de dicho fluido A determinará las dimensiones y materiales
característicos de los perfiles longitudinales 3, de los conductos
distribuidor 6 y colector 7 y demás conducciones del sistema, y las
condiciones para su mantenimiento.
Con el fin de optimizar las operaciones de
fabricación, verificación y montaje, dicha cubierta se constituye a
base de uno o más paneles ensamblables de acuerdo con la presente
invención. La cubierta obtenida con dichos paneles responde
básicamente a los mismos principios de funcionamiento, y está
realizada a partir de los mismos materiales que los expuestos en
relación a la cubierta de la Fig. 1.
En la Fig. 2 se muestra esquemáticamente una
vista en planta de una cubierta captadora de energía solar formada a
partir de varios de dichos paneles de acuerdo con la presente
invención, y en la Fig. 3 se muestra en perspectiva uno de dichos
paneles.
Cada uno de dichos paneles comprende un elemento
de plancha 1 termoconductora, impermeable, que constituye dicha
superficie absorbente de la radiación solar. Unos perfiles
longitudinales 3, huecos, constitutivos de unos canales para un
fluido caloportador A, están unidos o integrados al citado elemento
de plancha 1, comprendiendo cada uno de dichos perfiles
longitudinales 3 un primer extremo 3a y un segundo extremo 3b. En
extremos opuestos del elemento de plancha 1, dispuestos
transversalmente a los perfiles longitudinales 3, están unidos un
tubo 60 en funciones de conducto distribuidor y un tubo 70 en
funciones de conducto colector, a los que se unen y se comunican,
respectivamente, dichos primeros extremos 3a y dichos segundos
extremos 3b de los perfiles longitudinales 3, de manera que se forma
un sub-circuito para dicho fluido caloportador A,
específico de dicho panel, con una entrada 61 en dicho tubo 60 y una
salida 71 en dicho tubo 70, cuyo sub-circuito
específico es susceptible de formar parte de un circuito general, ya
sea abierto o cerrado.
El panel se ha diseñado de manera que cada
elemento de plancha 1, junto con dichos perfiles longitudinales 3 y
tubos 60, 70, forma un conjunto rígido capaz de resistir totalmente
o en gran parte las solicitaciones de la carga de cálculo de dicha
cubierta correspondientes al área de cubierta formada por dicho
panel. Con la intención de ilustrar este hecho, en la Fig. 2 se
muestran varios paneles dispuestos adyacentes entre sí, apoyados por
los extremos de los tubos 60, 70 en unos puntales 80. En este
ejemplo, cada puntal soporta los extremos de dos paneles
contiguos.
De manera análoga a la de la Fig. 1, la
circulación del fluido caloportador A por el circuito específico de
cada panel está indicada por unas flechas. Resulta evidente que
todas las entradas 61 pueden proceder de distintas ramificaciones de
un único conducto de entrada (no mostrado) al igual que todas las
salidas 71 pueden reunirse en un único conducto de salida (no
mostrado), o tanto las entradas 61 como las salidas 71 pueden
juntarse por grupos para conectarse con el resto de un circuito
abierto o cerrado, o cada entrada 61 y cada salida 71 conectarse con
un circuito abierto o cerrado individual.
Si se considera conveniente, el panel de acuerdo
con la presente invención comprende además una capa 5 de material
termoaislante, tal como un polímero o copolímero espumado, fibra de
vidrio, o similar, adosada a la cara del elemento de plancha 1 no
expuesta a la radiación solar y, especialmente si dicha capa 5 debe
quedar a la vista, una placa o lámina de acabado 18 adosada a la
cara libre de dicha capa 5 de material termoaislante (Figs. 10 a
13).
Preferiblemente el panel comprende también para
dichos tubos 60, 70 un recubrimiento de material termoaislante (no
ilustrado), tal como un polímero o copolímero espumado, fibra de
vidrio o similar, para reducir las pérdidas térmicas en los
mismos.
El panel de la presente invención está diseñado
para ser fabricado en serie, y se puede llevar a cabo según
diferentes realizaciones, como se vera más adelante. Es importante
resaltar que todas aquellas uniones que deban constituir
cerramientos herméticos para el sub-circuito de
fluido caloportador específico del panel, es decir, las uniones para
constituir o integrar los perfiles longitudinales 3 al elemento de
plancha 1, y las uniones de los primeros 3a y segundos 3b extremos
de los perfiles longitudinales 3 a los tubos 60, 70 son uniones
herméticas realizadas ya sea por soldadura, mediante un adhesivo o
por otros procedimientos análogos, tales como rebordonado o por
encaje de forma, o por una combinación de varios de dichos
procedimientos, y son verificadas en cuanto a resistencia y
hermeticidad de manera que satisfacen las condiciones de fiabilidad
exigibles por las compañías de seguros para ofrecer una determinada
garantía al comprador. En algunos ejemplos de realización en los que
los perfiles longitudinales 3 son unos elementos tubulares 40 (ver
Fig. 6), la unión entre dichos elementos tubulares 40 y el elemento
de plancha 1 se realiza por inserción, total o parcial, a presión de
los primeros en unas acanaladuras 30 formados en el elemento de
plancha 1, sin intervención de posterior soldadura o adhesivo. En
otro ejemplo de realización, no ilustrado, los elementos tubulares
están simplemente adosados al elemento de plancha y el conjunto está
posteriormente recubierto por la consiguiente capa de material
termoaislante, siendo esta capa termoaislante, aplicada por ejemplo
por rociado, la que asegura la unión entre dichos elementos.
Aunque los elementos de plancha y los paneles se
pueden fabricar a medida para una obra en particular, para abaratar
costos se fabrican preferiblemente en serie en varias medidas
estándar, la más común de las cuales es de aproximadamente 1,5 x 3
m, pudiéndose llegar hasta aproximadamente 2 x 6 m. Sin embargo, en
algunos ejemplos de realización se pueden obtener longitudes mucho
mayores, manufacturándose los paneles por laminado a partir de
plancha en bobina. En estos casos, no obstante, previsiblemente será
necesario aportar puntales de soporte intermedios para su
instalación.
En las Figs. 4 a 10 se muestran varios ejemplos
alternativos para la integración o unión de los perfiles
longitudinales 3 al elemento de plancha 1, ya sea formando parte de
un panel o directamente de una cubierta.
Hay que señalar que, en general, en las figuras
que ilustran la presente memoria, se han exagerado los grosores de
las planchas, las uniones, los espacios de separación y otros
aspectos similares para facilitar la comprensión del dibujo.
En los ejemplos de las Figs. 4 y 5, dichos
perfiles longitudinales 3 se constituyen, al menos en parte, a
partir del propio material del elemento de plancha 1, mediante una
operación de conformado de dicho elemento de plancha 1 en diversos
sectores distanciados, para determinar unas acanaladuras 30
longitudinales delimitadas por unas aristas laterales 31, seguida de
una operación de cerramiento de dichas acanaladuras 30 por unión de
dichas aristas laterales 31. Ahora bien, mientras que en el ejemplo
de la Fig. 4 dicho cerramiento de las acanaladuras 30 se realiza por
unión de las aristas laterales 31 directamente adosadas, en el
ejemplo de la Fig. 5 dicha unión se realiza con las aristas
laterales 31 separadas y enlazadas por una pieza de aportación
32.
En el ejemplo de la Fig. 6, el elemento de
plancha 1 tiene igualmente formadas las acanaladuras 30 delimitadas
por las aristas 31, pero, en vez de estar cerradas, alojan total o
parcialmente unos elementos tubulares 40 en su interior.
Ventajosamente, la abertura delimitada por dichas aristas 31 es más
estrecha que el fondo de la acanaladura 30, de manera que se produce
un efecto de pinza que retiene el elemento tubular 40 insertado a
presión sin necesidad de ulterior fijación. Las acanaladuras 30
pueden ser de muy poca profundidad, sólo para señalar la posición de
los elementos tubulares 40, o incluso pueden desaparecer, en cuyos
casos existiría la citada capa 5 de material termoaislante aplicada
por rociado actuando como elemento cohesivo del panel.
En el ejemplo de la Fig. 7, dichos perfiles
longitudinales huecos 3 se constituyen por dichos elementos
tubulares 40 unidos directamente a una cualquiera de las caras de
dicho elemento de plancha 1 termoconductora mediante unos puntos o
cordones de soldadura o adhesivo.
En el ejemplo de la Fig. 8 dichos perfiles
longitudinales huecos 3 se constituyen por unas piezas 50 de
material termoconductor, de sección transversal en forma de
"U", unidos a dicha plancha termoconductora del elemento de
plancha 1 por los bordes 51 de los extremos de sus brazos.
En anteriores ejemplos de las Figs. 4, 5, 7 y 8
las uniones se pueden realizar por una técnica adecuada que
garantice la unión estructural y en su caso la estanqueidad del
elemento, tal como por soldadura o mediante adhesivo.
Por su parte, en los ejemplos de las Figs. 9 y
10, los perfiles longitudinales huecos 3 se constituyen por unos
elementos tubulares 90, 95 que presentan una determinada
configuración de su sección transversal que es susceptible de
ensamblar mediante un encaje de forma en unas guías conformadas en
el elemento de plancha 1, o unidas al mismo. En el ejemplo de la
Fig. 9, el elemento tubular 90 presenta unas aletas 91 en su parte
inferior que se encajan en unas guías formadas por unos elementos de
guía 92 unidos al elemento de plancha 1. En el ejemplo de la Fig.
10, el elemento tubular 95 presenta una sección transversal
triangular dispuesta con su base adosada al elemento de plancha 1,
quedando aprisionada por sus vértices 96, adyacentes a la base, en
unos elementos de guía 97 unidos al elemento de plancha 1.
En estos dos últimos ejemplos, los elementos de
guía 92, 97 pueden ser unos perfiles que cubran toda la extensión de
los elementos tubulares 90, 95, o pueden ser tramos discretos,
alineados, eventualmente muy cortos y sensiblemente distanciados,
que definan dichas guías. Cuando, como en los ejemplos de las Figs.
9 y 10, las citadas guías no se obtienen por conformación del
elemento de plancha 1, la unión de los elementos de guía 92, 97 con
el elemento de plancha 1 se puede realizar por cualquier técnica
adecuada, tal como por soldadura o mediante adhesivo.
Una particularidad de los ejemplos de las Figs.
6, 9 y 10 consiste en que los elementos tubulares 90, 95 pueden
deslizar, preferiblemente de manera forzada, por las guías formadas
por los respectivos elementos de guía 91, 96 y, por consiguiente,
son fácilmente montables y desmontables.
En otro orden de cosas, tanto en la cubierta de
la Fig. 1 como en los paneles de las Figs. 2 y 3, los elementos de
plancha 1 comprenden además unas configuraciones en sus bordes
longitudinales previstas para facilitar el ensamblado con otros
elementos de plancha 1 adyacentes, estableciendo uniones
impermeables. Dichas configuraciones adoptan, en general, una forma
adecuada para permitir una relación de encaje.
En las Figs. 11 a 14 se muestran varios ejemplos
alternativos para llevar a cabo el ensamblado lateral de los
elementos de plancha 1, estén o no integrados en un panel.
En el ejemplo de la Fig. 11, dicho ensamblado
entre los elementos de plancha 1 se realiza por solapado de una
primera franja 1a, próxima a un borde lateral de uno de dichos
elementos de plancha 1, sobre una segunda franja 1b próxima a un
borde lateral adyacente de otro de dichos elementos de plancha 1
contiguo.
En el ejemplo de la Fig. 12, dicho ensamblado se
realiza por solapado de una pieza 24 sobre una primera franja 1a,
próxima a un borde lateral de uno de dichos elementos de plancha 1,
y sobre una segunda franja 1b próxima a un borde lateral adyacente
de otro de dichos elementos de plancha 1 contiguo, cubriendo el
intersticio entre ambos elementos de plancha 1 contiguos.
En el ejemplo de la Fig. 13, dicho ensamblado se
realiza por solapado de una primera franja 1c, próxima a un borde
lateral de uno de dichos elementos de plancha 1, sobre un perfil
longitudinal 3 próximo a un borde lateral adyacente de otro de
dichos elementos de plancha 1 contiguo.
Por último, en el ejemplo de la Fig. 14, dicho
ensamblado se realiza por solapado de una pieza 25 sobre dos
perfiles longitudinales 3, cada uno perteneciente a cada uno de los
elementos de plancha 1 contiguos a ensamblar y situados próximos a
sus bordes laterales, de manera que dicha pieza 25 cubre el
intersticio entre ambos elementos de plancha 1 contiguos.
Como resulta obvio, cuando los elementos de
plancha 1 de los ejemplos de las Figs. 11 y 13 incorporan la
mencionada capa 5 de material aislante, como es el caso ilustrado,
dichas respectivas franjas 1a y 1c están libres de dicha capa 5 de
material aislante.
En relación ahora con la Fig. 15, se muestra
esquemáticamente, en una sección transversal parcial, una cubierta a
dos aguas realizada de acuerdo con la presente invención. Cada una
de las vertientes está formada por una pluralidad de elementos de
plancha 1 termoconductora impermeable, con los consiguientes
perfiles longitudinales 3 con unos extremos 3a y 3b respectivamente
conectados a un conducto distribuidor 6 y a un conducto colector 7,
dispuestos transversalmente. El conducto distribuidor 6 se encuentra
situado en el extremo a nivel más bajo de la vertiente, mientras que
el conducto colector 7 se encuentra situado en el extremo a nivel
más alto. Las conexiones entre los perfiles longitudinales 3 y los
conductos distribuidor 6 y colector 7 se realizan, en el ejemplo de
realización ilustrado, mediante enchufe a presión de unos manguitos
rígidos 17, solidarios a una de las partes, en unos correspondientes
orificios provistos de una junta de hermetización de la otra parte.
También se puede realizar mediante unos manguitos elásticos fijado
por sus extremos a unas correspondientes boquillas solidarias a cada
una de las partes. En caso de constituirse como paneles
prefabricados, dichas conexiones son permanentes y están realizadas
por soldadura, adhesivo, etc., y son debidamente verificadas antes
de su comercialización.
Un depósito 8, preferiblemente térmicamente
aislado, situado en una parte central de la cubierta, es decir,
entre las dos vertientes, y a un nivel inferior, igual o superior al
del conducto colector 7, constituye un sector de intercambio
térmico, cuya función se explicará más adelante. En el ejemplo
ilustrado, dicho depósito 8. realiza además una función estructural,
sirviendo de puntal de apoyo para el conducto colector 7.
El sistema comprende, para cada vertiente, un
circuito primario para un fluido caloportador A, formado por los
perfiles longitudinales 3 y conductos distribuidor 6 y colector 7 de
la cubierta, y por un circuito secundario que distribuye el agua
caliente a la vivienda. La transferencia de calor entre el circuito
primario y el circuito secundario se realiza en dicho sector de
intercambio térmico, es decir, en el interior del depósito 8.
Evidentemente, en una misma cubierta pueden
existir más de uno de dichos sectores de intercambio térmico,
incluyendo más de un depósito 8.
Dicho depósito generalmente no está presurizado,
es decir, que está comunicado con el medio ambiente y por
consiguiente a presión atmosférica, por lo cual, el fluido
caloportador A que llena dicho depósito está sometido a pequeñas
pérdidas por evaporación. Para compensar dichas pérdidas se ha
previsto un sistema automático de reposición de fluido A (no
ilustrado) en función de un nivel de llenado preseleccionado, tal
como un sistema de grifo accionado por una boya, con el fin de
mantener constante dicho nivel.
El depósito 8 está permanentemente lleno del
fluido caloportador A que circula por el circuito primario. En
efecto, dicho fluido caloportador A, calentado por la insolación que
incide en los elementos de plancha 1 y perfiles longitudinales 3 de
la cubierta, accede caliente, desde el conducto colector 7, al
interior del depósito 8 por la parte superior del mismo y lo
abandona, enfriado por la absorción térmica efectuada por el agua
del de intercambio térmico del circuito secundario, por la parte
inferior de dicho depósito 8, a través de un conducto 9, en
dirección de nuevo a la cubierta, a la que accede por el conducto
distribuidor 6, reiniciándose así el ciclo de captación de energía
solar en circuito cerrado. Hay que resaltar que, aunque el depósito
8 está permanentemente lleno del fluido caloportador A, tal fluido
se está renovando continuamente puesto que tiene una circulación sin
fin en sentido descendente. Tal circulación está normalmente
producida por la convección del propio fluido A caloportador
(circulación termosifónica), aunque puede estar asistida, si se
considera necesario, por una bomba (no mostrada). Tal como se ha
apuntado más arriba, dicha bomba puede estar accionada por un motor
eléctrico de corriente alterna, alimentado desde la propia red de
suministro eléctrico del edificio, o puede estar ventajosamente
accionada por un motor eléctrico de corriente continua, alimentado
desde una estación de módulos fotovoltaicos, captadores de la
energía de la radiación solar, situados en una zona adecuada de la
cubierta.
Por su parte, el agua B fría del circuito
secundario accede a dicho sector de intercambio térmico del interior
del depósito 8, por la parte inferior de un serpentín 10, va
ascendiendo por el mismo a medida que se va calentando por absorción
del calor liberado por el fluido A caloportador caliente existente
en dicho depósito y sale, una vez calentada, por la parte superior
de dicho serpentín 10, lista para el consumo.
Si debido al uso del edificio, por ejemplo, un
edificio con varias viviendas, es deseable disponer de varios
circuitos secundarios independientes, puede instalarse un único
sector de intercambio térmico formado por un depósito 8, ilustrado
en la Fig. 16, al que están comunicados uno o varios circuitos
primarios de fluido caloportador A, correspondientes, por ejemplo, a
una o varias vertientes de una cubierta de acuerdo con la invención,
pero en el que están dispuestos varios, en el ejemplo ilustrado
siete, serpentines 10 con sus correspondientes entradas de agua B
fría y salidas de agua B caliente.
Con referencia a las Figs. 15 y 16 cabe indicar
que, con el fin de evitar pérdidas térmicas, es conveniente aislar
térmicamente lo más posible todas las partes de los circuitos, tanto
del primario como del secundario. Así, por debajo de los elementos
de plancha 1 y perfiles longitudinales 3 de la cubierta se encuentra
la capa 5 de material termoaislante. El depósito 8 dispone de un
recubrimiento exterior 12 y una tapa 16, ambos de material
termoaislante y la conducción 9 tiene una capa 13 termoaislante.
Evidentemente, otros elementos, como por ejemplo los conductos
distribuidor 6 y colector 7 y tramos del circuito secundario
exteriores al depósito 8, también pueden estar ventajosamente
termoaislados, aunque no se haya ilustrado en las figuras.
La cubierta se completa con varios elementos
accesorios, tales como un canalón 15 colector del agua de lluvia,
situado adyacente al borde a más bajo nivel de cada vertiente de la
cubierta, y un elemento de cumbrera 14 que se fija en la parte más
elevada de la cubierta cubriendo de manera impermeable la zona de
los depósitos 8 y los extremos a más alto nivel de cada
vertiente.
Claims (16)
1. Cubierta captadora de energía solar para
edificios del tipo que comprende una superficie absorbente de la
radiación solar sustitutiva del tejado, la cual integra uno o varios
elementos de plancha (1) termoconductores, impermeables,
susceptibles de ser conectados mutuamente estableciendo uniones
impermeables, y una pluralidad de canales formados por unos perfiles
longitudinales (3) conectados o integrados a dichos elementos de
plancha (1), cuyos canales forman parte de un circuito abierto o
cerrado, incluyendo un conducto distribuidor (6) y al menos un
conducto colector (7) con los cuales comunican dichos canales
mediante sus extremos respectivos (3a, 3b), por cuyo circuito
circula un fluido caloportador (A), caracterizado porque:
- los citados canales que forman perfiles longitudinales huecos (3) están expuestos al menos en parte a la radiación solar, y
- todos los elementos integrados en el panel, que son dichos elementos de plancha (1) impermeables y dichos canales que forman perfiles longitudinales huecos (3), desempeñan una doble función:
- por un lado, una función estructural, actuando como elementos de soporte para la cubierta, y
- por otro lado, una función captadora de energía,
- como superficie absorbente de la radiación solar y conductos para dicho fluido (A) caloportador respectivamente, constituyendo unos elementos de refuerzo estructural de la cubierta, capaces de resistir totalmente o en gran parte las solicitaciones de la carga de cálculo de dicha cubierta.
2. Cubierta, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque dicho conducto distribuidor (6) y dicho
conducto colector (7) desempeñan también una función estructural
como elementos de soporte para la cubierta.
3. Cubierta, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque dichos perfiles longitudinales huecos
(3) se constituyen por unos elementos tubulares (40), unidos a un
elemento de plancha (1) por soldadura o mediante un adhesivo.
4. Cubierta, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque dichos perfiles longitudinales huecos
(3) se constituyen, al menos en parte, a partir del propio material
de dicho elemento de plancha (1) termoconductora, impermeable,
mediante unas operaciones de:
- conformado de dicho elemento de plancha (1), en diversos sectores distanciados, para determinar unas acanaladuras (30) longitudinales, delimitadas por unas aristas laterales (31); y
- cerramiento de dichas acanaladuras (30) por unión de dichas aristas laterales (31).
5. Cubierta, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque dichos perfiles longitudinales (3)
huecos se constituyen por unas piezas (50) de material
termoconductor, de sección transversal abierta, tal como en forma de
"U", unidos a dicha plancha termoconductora del elemento de
plancha (1) por los bordes (51) de los extremos de sus brazos.
6. Cubierta, de acuerdo con la reivindicación 1,
2, 3, 4 ó 5, caracterizada porque dicho elemento de plancha
(1) comprende además, unidas al mismo por soldadura y/o
adhesivo:
- un tubo (60) en funciones de dicho conducto distribuidor (6) al que se conectan dichos primeros extremos (3a) de los perfiles longitudinales (3); y
- un tubo (70) en funciones de dicho conducto colector (7) al que se conectan dichos segundos extremos (3b) de los perfiles longitudinales (3),
de manera que se forma un circuito
para dicho fluido caloportador (A), específico de dicho elemento de
plancha (1), con una entrada (61) en dicho tubo (60) en funciones de
conducto distribuidor (6) y una salida (71) en dicho tubo (70) en
funciones de conducto colector (7), susceptible de formar parte de
dicho circuito abierto o
cerrado.
7. Cubierta, de acuerdo con la reivindicación 1,
2, 3, 4, 5 ó 6, caracterizada porque dicho elemento de
plancha (1) comprende además:
- una capa (5) de material termoaislante, tal como un polímero o copolímero espumado, fibra de vidrio, o similar, adosada a su cara no expuesta a la radiación solar, cubriendo en su caso aquellas paredes de los perfiles longitudinales (3) presentes en dicha cara; y
- una placa o lámina de acabado (18) adosada a la cara libre de dicha capa (5) de material termoaislante.
8. Cubierta, de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizada porque dicho cerramiento de las acanaladuras
(30) se realiza por unión de las aristas laterales (3 1) ya sea
directamente adosadas o bien enlazadas por una pieza de aportación
(32).
9. Cubierta, de acuerdo con la reivindicación 4,
5 u 8, caracterizada porque dicha unión se realiza por
soldadura o por un adhesivo, pudiendo dicho adhesivo estar total o
parcialmente formado por una capa de material aislante cobertora del
conjunto por la cara no expuesta a radiación solar.
10. Cubierta, de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque incluye una capa (5) de material
termoaislante, tal como un polímero o copolímero espumado, fibra de
vidrio, o similar, adosada a la cara no expuesta a la radiación
solar del conjunto de los elementos de plancha (1), aplicada después
de su instalación mediante un procedimiento de recubrimiento tal
como por fijación de placas o por aspersión, con o sin una placa o
lámina de acabado (18) adosada a la cara libre de dicha capa (5) de
material termoaislante.
11. Cubierta, de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque comprende un único conducto
distribuidor (6) y un único conducto distribuidor (7) para varios de
dichos elementos de plancha (1), realizándose dicha conexión entre
los primeros extremos (3a) de los perfiles longitudinales (3) y
dicho conducto distribuidor (6) y entre dichos segundos extremos
(3b) de los perfiles longitudinales (3) a dicho conducto colector
(7) mediante enchufe a presión, roscado o unión hermética
equivalente, de unos manguitos rígidos (17) solidarios a una de las
partes en unos correspondientes orificios provistos de una junta de
hermetización de la otra parte o mediante unos manguitos elásticos
fijado por sus extremos a unas correspondientes boquillas solidarias
a cada una de las
partes.
partes.
12. Cubierta, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el conducto distribuidor (6), los
perfiles longitudinales (3) y el conducto colector (7) forman en
conjunto parte de un circuito cerrado, o circuito primario, para un
fluido (A) caloportador que incluye un sector de intercambio térmico
que comprende al menos un depósito (8), recubierto de una capa (12)
de material termoaislante, para un fluido de circuito secundario,
cuyo depósito (8), que es al menos uno, realiza además una función
estructural, sustentando parcial o totalmente el conducto colector
(7).
13. Panel integrante de una cubierta captadora
de energía solar para edificios, cuya cubierta es del tipo que
comprende una superficie absorbente de la radiación solar
sustitutiva del tejado, que integra un elemento de plancha (1)
termoconductor, impermeable, susceptible de ser conectado a otros
elementos de plancha similares de paneles contiguos estableciendo
uniones impermeables, y una pluralidad de canales formados por unos
perfiles longitudinales (3) conectados o integrados a dichos
elementos de plancha (1), cuyos canales forman parte de un circuito
abierto o cerrado, incluyendo un conducto distribuidor (6) y al
menos un conducto colector (7) con los cuales comunican dichos
canales mediante sus extremos respectivos (3a, 3b), por cuyo
circuito circula un fluido caloportador (A), caracterizado
porque:
- un tubo (60) en funciones de dicho conducto distribuidor (6) y un tubo (70) en funciones de dicho conducto colector (7) se hallan unidos a dichos canales en extremos opuestos del elemento de plancha (1), con los cuales comunican dichos canales mediante sus extremos respectivos (3a, 3b), de manera que se forma un circuito para dicho fluido caloportador (A), específico de dicho panel, con una entrada (61) en dicho tubo (60) y una salida (71) de dicho tubo (70), cuyo circuito específico es susceptible de formar parte de dicho circuito abierto o cerrado, en cuyos tubos
- los citados canales que forman perfiles longitudinales huecos (3) están expuestos al menos en parte a la radiación solar, y
- todos los elementos principales integrados en el panel, que son dichos elementos de plancha (1) impermeables, dichos canales que forman perfiles longitudinales huecos (3) y dichos tubos (60, 70) desempeñan una doble función:
- por un lado, una función estructural, actuando como elementos de soporte para la cubierta, y
- por otro lado, una función captadora de energía,
- como superficie absorbente de la radiación solar y conductos para dicho fluido (A) caloportador respectivamente, constituyendo un conjunto rígido capaz de resistir totalmente o en gran parte las solicitaciones de la carga de cálculo de dicha cubierta correspondientes al área de cubierta formada por dicho panel.
14. Panel, de acuerdo con la reivindicación 13,
caracterizado porque comprende además una capa (5) de
material termoaislante, tal como un polímero o copolímero espumado,
fibra de vidrio, o similar, adosada a la cara del elemento de
plancha (1) no expuesta a la radiación solar y en caso de quedar
dicha capa (5) de material termoaislante a la vista, se incluye
preferiblemente una placa o lámina de acabado (18) adosada a la cara
libre de la misma.
15. Panel, de acuerdo con la reivindicación 13,
caracterizado porque comprende además un recubrimiento de
material termoaislante, tal como un polímero o copolímero espumado,
fibra de vidrio o similar, para dichos tubos (60, 70).
16. Panel, de acuerdo con la reivindicación 13,
caracterizada porque tanto dichas uniones para constituir o
integrar los perfiles longitudinales (3) al elemento de plancha (1)
como las uniones entre el elemento de plancha (1) y los tubos (60,
70) y las uniones de los primeros (3a) y segundos (3b) extremos de
los perfiles longitudinales (3) a los tubos (60, 70) son uniones
realizadas por soldadura, mediante un adhesivo, por rebordonado, por
encaje de forma o combinaciones de las mismas, siendo herméticas en
las zonas de cerramiento del citado circuito para dicho fluido
caloportador (A).
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