ES2737702T3 - Configuración de marco para ventanas, puertas o muros cortina que comprende al menos un elemento de calentamiento - Google Patents

Abstract

Configuración de marco (10a, 10b, 10c) para ventanas, puertas o muros cortina, en donde la configuración de marco (10a, 10b, 10c) comprende al menos un perfil exterior (13) y al menos un perfil interior (12), en donde el al menos un perfil exterior (13) se conecta al perfil interior (12) mediante al menos un elemento de aislamiento térmico (14, 15, 16, 17, 18), de manera que se crea un espacio intermedio cerrado (19) entre el al menos un perfil interior (12) y el al menos un perfil exterior (13), caracterizado porque la configuración de marco (10a, 10b, 10c) comprende al menos un medio de calentamiento (31, 32, 33, 34, 35, 36) para calentar el espacio intermedio cerrado (19) que se dispone en el espacio intermedio (19) configurado para reducir el gradiente de temperatura entre la configuración de marco (10a, 10b, 10c) y el interior de la habitación.

Description

DESCRIPCIÓN

Configuración de marco para ventanas, puertas o muros cortina que comprende al menos un elemento de calentamiento

La presente invención se refiere a una configuración de marco para ventanas, puertas, muros cortina de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación independiente 1.

La presente invención se refiere, en consecuencia, a una configuración de marco que tiene al menos un perfil exterior y al menos un perfil interior. Al menos un perfil exterior se conecta al perfil interior mediante al menos un elemento de aislamiento térmico, de tal manera que se crea un espacio intermedio cerrado entre al menos un perfil interior y al menos un perfil exterior. El documento DE 88 13 192 U1 se refiere específicamente a un dispositivo de calentamiento eléctrico para las fachadas metálicas, en donde dicho dispositivo de calentamiento eléctrico se usa en particular para evitar la condensación de agua en un panel de vidrio. Este documento describe una configuración de marco de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Tales configuraciones de marcos se conocen, en principio, a partir del estado de la técnica. Los perfiles de las configuraciones de marcos convencionales, los cuales se hacen típicamente de aluminio o plástico, se conectan entre sí mediante elementos de aislamiento térmico para evitar puentes térmicos no deseados entre los perfiles exteriores y los perfiles interiores. Las configuraciones de marcos sirven, por ejemplo, para sujetar configuraciones de paneles que consisten de múltiples paneles de vidrio montados uno detrás del otro. Un problema conocido es que las configuraciones de marcos a menudo tienen coeficientes de transferencia de calor (valores K) más bajos que los de las configuraciones de paneles de vidrio.

Por las razones mencionadas anteriormente, el relleno con material aislante de espuma del espacio intermedio entre el perfil interior y el perfil exterior de la configuración de marco se conoce del estado de la técnica. Un ejemplo de tal configuración de marco 1 que se conoce a partir del estado de la técnica se puede observar en la Figura 1. La configuración de marco 1 que se representa comprende un perfil interior 2 y un perfil exterior 3 que se conectan entre sí mediante dos elementos de aislamiento térmico, los cuales se denominan chapas de aislamiento 6, 7. Al conectar los dos perfiles 2, 3 mediante las chapas de aislamiento 6, 7 se crea un espacio intermedio cerrado 9, que se llena sustancialmente en su totalidad con material aislante de espuma 8 para reducir el coeficiente de transferencia de calor (valor K). Esto no solo reduce la pérdida de calor debido a la conductividad térmica, sino también la pérdida de calor debido a la convección natural entre el interior de la habitación 4 y el exterior 5.

Particularmente en los momentos en que las demandas sobre los coeficientes de transferencia de calor de los edificios se vuelven más altas, por ejemplo, como resultado de la Normativa de Ahorro de Energía, los fabricantes de configuraciones de marcos para ventanas, puertas o muros cortina buscan constantemente formas y opciones para reducir el coeficiente de transferencia de calor. Hasta ahora, como ya se mencionó, esto se ha logrado mediante el uso de un número creciente de elementos de aislamiento térmico, tales como los materiales aislantes de espuma, dentro de la configuración de marco. Tales soluciones resultan en el aumento de los costos de producción y en un aumento del consumo de material aislante, el cual, por supuesto, también tiene un efecto negativo en el medio ambiente.

En base al problema anterior, el objetivo subyacente de la presente invención es mejorar aún más el coeficiente de transferencia de calor (valor K) de las configuraciones de marcos conocidas sin aumentar el uso de material aislante o sin aumentar significativamente el tamaño de la configuración de marco.

De acuerdo con la invención, el objetivo antes mencionado se logra por la parte caracterizada por la reivindicación independiente 1.

La presente invención, en consecuencia, se caracteriza porque la configuración de marco comprende al menos un medio de calentamiento para calentar el espacio intermedio cerrado.

El concepto subyacente de la presente invención es por lo tanto reducir el gradiente de temperatura entre la configuración de marco y el interior de la habitación para, de esta manera, lograr un coeficiente de transferencia de calor mejorado. En este contexto, la presente invención aprovecha el hecho de que el coeficiente de transferencia de calor es una función de la diferencia de temperatura entre la temperatura exterior y la temperatura en la habitación. Aunque las configuraciones de marcos conocidas en el estado de la técnica se enfocan en aumentar la resistencia a la transferencia de calor mediante la inserción de más materiales aislantes en la configuración de marco, la presente invención propone reducir la diferencia de temperatura entre el exterior de la configuración de marco y el interior de la habitación.

De acuerdo con la invención, las ventajas de la configuración de marco son evidentes: una mejora considerable en el coeficiente de transferencia de calor se puede lograr mediante el uso de este enfoque novedoso. Incluso, se puede concebir sin un gran número de los elementos de aislamiento térmico que se conocen en el estado de la técnica y, no obstante, alcanzar los valores de resistencia a la transferencia de calor que se exigen en la Normativa de Ahorro de Energía. Se ha encontrado que el consumo de energía para hacer funcionar el medio de calentamiento, de acuerdo con la invención, es aproximadamente equivalente a la pérdida de calor que se ahorra entre el interior de la habitación y el exterior de la configuración de marco.

Las mejoras ventajosas adicionales de la configuración de marco, de acuerdo con la invención, pueden inferirse de las reivindicaciones dependientes.

Consecuentemente, de acuerdo con una primera realización de la configuración de marco, de acuerdo con la invención, al menos un elemento de aislamiento térmico se dispone entre el perfil exterior y el perfil interior, de manera que al menos un elemento de aislamiento térmico divide el espacio intermedio en al menos una cámara del perfil interior que se forma al menos parcialmente por el perfil interior, y al menos una cámara del perfil exterior que se forma al menos parcialmente por el perfil exterior. Esto crea dos cámaras de perfil separadas térmicamente en el espacio intermedio de la configuración de marco, como resultado de lo cual la transferencia de calor puede reducirse eficazmente por convección natural.

De acuerdo con una primera variante de diseño al menos un medio de calentamiento se puede localizar dentro de la cámara del perfil interior. Los experimentos han demostrado que la configuración de al menos un medio de calentamiento dentro de la cámara del perfil interior resulta particularmente en bajos coeficientes de transferencia de calor. La pérdida de energía se puede reducir en particular a aproximadamente un tercio por esta disposición, en comparación con una configuración de marco sin medios de calentamiento. Alternativa o adicionalmente, no obstante, también es concebible disponer al menos un medio de calentamiento dentro de la cámara del perfil exterior o entre las cámaras del perfil interior y el exterior. Esto también reduce las pérdidas de calor a menos del 50 %. Se debe señalar en este punto, sin embargo, que en principio también es concebible disponer múltiples elementos de calentamiento en todas las regiones del espacio intermedio, es decir, dentro de la cámara del perfil interior y dentro de la cámara del perfil exterior y/o entre la cámara del perfil interior y el exterior.

De acuerdo con otra implementación, al menos una cámara del perfil interior comprende una pluralidad de cámaras adicionales del perfil interior que se disponen en el espacio intermedio y se montan en el perfil interior. Al menos un medio de calentamiento se dispone dentro de una de las cámaras adicionales del perfil. Por supuesto, las cámaras adicionales del perfil se configuran correspondientemente como subcámaras de la cámara del perfil interior y por lo tanto representan opciones de montaje óptimas para al menos un medio de calentamiento. También se puede concebir, en principio, incorporar más tarde cámaras adicionales del perfil en la cámara del perfil interior ya existente de las configuraciones de marcos convencionales, en cuyo caso estas cámaras adicionales del perfil en consecuencia ya comprenden al menos un medio de calentamiento.

Alternativamente o de manera adicional a la modalidad que se mencionó anteriormente, también es concebible que al menos una cámara del perfil exterior comprenda una pluralidad de cámaras adicionales del perfil exterior que se disponen en el espacio intermedio y se montan en el perfil exterior. Se proporciona otra vez que al menos un medio de calentamiento se dispone dentro de una de las cámaras adicionales del perfil. Esto resulta sustancialmente en las mismas ventajas que se logran mediante el uso de las cámaras adicionales del perfil interior que se mencionaron anteriormente.

De acuerdo con un aspecto adicional de la configuración de marco, de conformidad con la invención, dicha configuración de marco comprende un dispositivo de control que se diseña para regular la salida de calor de al menos un medio de calentamiento a un valor que se puede determinar con antelación. Es concebible, por ejemplo, que el dispositivo de control comprenda un elemento de funcionamiento para este propósito, el cual se pueda operar desde el interior de la habitación y pueda usarse para un ajuste continuamente variable de al menos un medio de calentamiento. Por supuesto, el dispositivo de control también se puede disponer alternativamente lejos de la configuración de marco y conectarse al menos a un medio de calentamiento mediante un enlace radioeléctrico. En este contexto, es concebible que al menos un medio de calentamiento de la configuración de marco, de acuerdo con la invención, se pueda controlar mediante el sistema de control de calentamiento central de un edificio, por ejemplo.

El dispositivo de control preferentemente se puede diseñar en particular para regular la salida de calor de al menos un medio de calentamiento a un valor de 10 Watts. Por supuesto, este es solo un valor predeterminado que el operador puede cambiar en cualquier momento. Los experimentos han demostrado que una salida de calor de 10 Watts resulta en pérdidas de calor particularmente bajas.

Como una alternativa a las variantes de diseño antes mencionadas, también es concebible que el operador no regule la salida de calor, sino que regule una temperatura que puede lograrse por al menos un medio de calentamiento en el espacio intermedio de la configuración de marco. Esta temperatura del espacio intermedio se puede detectar por un sensor de temperatura dentro de la configuración de marco, por ejemplo, y se puede enviar al dispositivo de control.

Independientemente de los valores determinables a priorizar para la salida de calor de al menos un medio de calentamiento, el dispositivo de control se puede configurar, además, para regular la salida de calor de al menos un medio de calentamiento de manera que la temperatura en el espacio intermedio corresponda a la temperatura del interior de la habitación. Se ha encontrado que la pérdida de energía entre el interior de la habitación y el exterior se puede reducir a menos del 50 % mediante el uso de tal regulación del elemento de calentamiento.

Para asegurar la regulación mencionada anteriormente de la salida de calor de al menos un elemento de calentamiento, la configuración de marco, de conformidad con la invención, puede comprender un primer sensor de temperatura para medir la temperatura exterior y un segundo sensor de temperatura para medir la temperatura del interior de la habitación. El dispositivo de control puede regular la salida de calor de al menos un elemento de calentamiento en base a los valores de temperatura que son medidos por el primer sensor de temperatura y el segundo sensor de temperatura. El sensor de temperatura del sistema de calentamiento del edificio se puede usar, además, como el segundo sensor de temperatura para medir la temperatura del interior de la habitación, por ejemplo, por lo cual no es necesario proporcionar un sensor de temperatura adicional. El primer sensor de temperatura que mide la temperatura exterior se puede disponer, en cambio, en el exterior del perfil exterior, por ejemplo, pero también es concebible que la temperatura exterior se determine por estaciones meteorológicas cerca de la configuración de marco. Mediante una conexión de Internet, el dispositivo de control puede, por ejemplo, acceder a las bases de datos que proporcionan información sobre la temperatura externa en los alrededores de la configuración de marco.

De acuerdo con una implementación adicional de la configuración de marco, de conformidad con la invención, dicha configuración de marco puede comprender al menos un primer elemento para captar energía solar que se monta en el exterior de al menos un perfil exterior y se conecta al menos a un elemento de calentamiento. Por medio de al menos un primer elemento para captar energía solar, en dependencia de la irradiación solar, los costos para calentar al menos un medio de calentamiento se pueden reducir o eliminar completamente.

Al menos un elemento de calentamiento se puede configurar como un elemento de calentamiento eléctrico y/o como un calentador de agua. En dependencia de la configuración de al menos un medio de calentamiento, el suministro de energía se puede configurar de manera diferente. Para suministrar el medio de calentamiento que se configura como un elemento de calentamiento eléctrico, por ejemplo, es ventajoso diseñar el elemento para captar energía solar con células fotovoltaicas que producen la corriente requerida para calentar el elemento de calentamiento eléctrico. En el caso de un calentador de agua, es en consecuencia ventajoso configurar al menos un primer elemento para captar energía solar como un colector solar térmico que calienta el líquido que corre a través del calentador de agua.

Por supuesto, al menos un medio de calentamiento también se puede configurar como un calentador de gas o como otro medio de calentamiento conocido por los expertos en la materia.

De acuerdo con la invención, la configuración de marco se explica en más detalle a continuación sobre la base de las modalidades que se ilustran en las figuras.

Las figuras muestran:

Figura 1: sección transversal de una configuración de marco que se conoce en el estado de la técnica; Figura 2: sección transversal de una configuración de marco que no constituye una parte de la invención; Figura 3: sección transversal de una primera modalidad de la configuración de marco, de conformidad con la invención; y

Figura 4: sección transversal de una configuración de marco que no constituye una parte de la invención.

Por claridad, en la siguiente descripción detallada de las figuras, los componentes similares o que actúan de manera similar se designan con los mismos signos de referencia.

Como se mencionó anteriormente, se puede observar en la Figura 1 una sección transversal de una configuración de marco 1 que se conoce en el estado de la técnica. Dicha configuración de marco se caracteriza en particular porque los perfiles interior y exterior 2, 3 se conectan mediante chapas de aislamiento térmico 6, 7 o materiales aislantes a base de espuma 8, a fin de producir el menor coeficiente de transferencia de calor posible.

Para reducir aún más la pérdida de calor entre el interior de la habitación 4 y el exterior 5 al menos un elemento de calentamiento 31, 32, 33, 34, 35 o 36, que se dispone en el espacio intermedio 19 entre el perfil exterior 13 y el perfil interior 12, se proporciona respectivamente en las configuraciones de marcos 10a, 10b y 10c, de acuerdo con la invención que se muestra en las Figuras de la 2 a la 4.

De las Figuras 2 a la 4, se puede observar además que el perfil interior 12 se conecta al perfil exterior 13 mediante una pluralidad de elementos de aislamiento térmico, en particular a través de cuatro chapas de aislamiento 14, 15, 16 y 17 y un material aislante de espuma 18. Las chapas de aislamiento 14, 15, 16 y 17 se conocen en principio en el estado de la técnica, y se usan para evitar puentes térmicos entre el perfil interior 12 y el perfil exterior 13. Como se muestra en las Figuras de la 2 a la 4, la segunda chapa aislante 15 puede interactuar con el material aislante de espuma 18, de tal manera que el espacio intermedio 19 se divide en al menos una cámara del perfil interior 19-1, que se forma al menos parcialmente por el perfil interior 12, y al menos una cámara del perfil exterior 19-2, que se forma al menos parcialmente por el perfil exterior 13. El elemento de aislamiento térmico 18 puede configurarse, por ejemplo, como un material aislante a base de espuma, que se diseña para rellenar la región central del espacio intermedio 19.

Como se muestra específicamente en la Figura 2, se pueden proporcionar en particular dos medios de calentamiento 31 y 32 respectivamente localizados en las cámaras adicionales del perfil exterior 24 o 25, en donde las cámaras adicionales del perfil 24 y 25 se disponen en el espacio intermedio 19 y se montan en el perfil exterior 13. En otras palabras, los medios de calentamiento 31, 32 se localizan en cámaras adicionales del perfil exterior 24, 25, que son una parte de la cámara del perfil exterior 19-2.

De acuerdo con la primera modalidad de la configuración de marco, de conformidad con la invención mostrada en la Figura 3, al menos un medio de calentamiento 33 o 34 se dispone dentro de al menos una cámara del perfil interior 19-1. Específicamente, de acuerdo con la modalidad mostrada, dos medios de calentamiento 33, 34 se disponen en cámaras adicionales del perfil interior 21, 22, 23, en donde las cámaras adicionales del perfil interior 21, 22, 23 se disponen en el espacio intermedio 19 y se montan al perfil interior 12. Como resultado de la disposición de los medios de calentamiento 33, 34 dentro de al menos una cámara del perfil interior 19-1 que se muestra en la Figura 3, el consumo de energía se puede reducir a aproximadamente un tercio.

La ilustración de acuerdo con la Figura 4 muestra una variante en la cual el medio de calentamiento 35 o 36 se dispone entre la cámara del perfil interior y exterior 19-1 o 19-2. Específicamente, el medio de calentamiento 35 o 36 se extiende entre las chapas de aislamiento 14 y 15 o 16 y 17 y por lo tanto se disponen sustancialmente de manera central. Por supuesto, la presente invención no se restringe a un número específico de medios de calentamiento 31, 32, 33, 34, 35 o 36, pero puede consistir de cualquier combinación posible de las modalidades ilustrativas que se muestran en la presente descripción. Por ejemplo, es concebible que un medio de calentamiento respectivo se disponga en cada una de las cámaras adicionales del perfil 21 , 22, 23, 24 y 25, en donde el dispositivo de control se configura para controlar solamente los medios de calentamiento que son apropiados para la aplicación respectiva.

Los medios de calentamiento 31, 32, 33, 34, 35 o 36 que se muestran en las Figuras de la 2 a la 4, se configuran como elementos de calentamiento eléctrico en las Figuras de la 2 a la 4. Estos se pueden hacer funcionar mediante un elemento fotovoltaico que no se representa, por ejemplo, que se ubica en el exterior del perfil exterior 13. No obstante, como ya se indicó anteriormente, también es concebible que los medios de calentamiento se basen en cualquier otro principio de funcionamiento adecuado. Los medios de calentamiento se pueden configurar como calentadores de agua, por ejemplo. Las cámaras adicionales del perfil 21 , 22, 23, 24 o 25 se pueden usar en particular como tubos de calentamiento. También es concebible colocar los tubos de calentamiento separados dentro de la configuración de marco, de acuerdo con la invención.

La presente invención no se restringe a las configuraciones de marcos que se muestran en las figuras, sino que se define por las reivindicaciones adjuntas.

Lista de signos de referencia

1 Configuración de marco

2 Perfil interior

3 Perfil exterior

4 Interior de la habitación

5 Exterior

6 Primera chapa de aislamiento

7 Segunda chapa de aislamiento

8 Material aislante a base de espuma

Espacio intermedio

a, 10b, 10c Configuración de marco Configuración de paneles

Perfil interior

Perfil exterior

, 15, 16, 17 Chapa de aislamiento

Material aislante de espuma

Espacio intermedio

-1 Cámara del perfil interior

-2 Cámara del perfil exterior

, 22, 23, 24, 25 Cámaras adicionales del perfil , 32, 33, 34, 35, 36 Medios de calentamiento

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   i. Configuración de marco (10a, 10b, 10c) para ventanas, puertas o muros cortina, en donde la configuración de marco (10a, 10b, 10c) comprende al menos un perfil exterior (13) y al menos un perfil interior (12), en donde el al menos un perfil exterior (13) se conecta al perfil interior (12) mediante al menos un elemento de aislamiento térmico (14, 15, 16, 17, 18), de manera que se crea un espacio intermedio cerrado (19) entre el al menos un perfil interior (12) y el al menos un perfil exterior (13),

   caracterizado porque

   la configuración de marco (10a, 10b, 10c) comprende al menos un medio de calentamiento (31, 32, 33, 34, 35, 36) para calentar el espacio intermedio cerrado (19) que se dispone en el espacio intermedio (19) configurado para reducir el gradiente de temperatura entre la configuración de marco (10a, 10b, 10c) y el interior de la habitación.
2. 2. Configuración de marco (10a, 10b, 10c), de acuerdo con la reivindicación 1,

   en donde el al menos un elemento de aislamiento térmico (18) se dispone entre el perfil exterior (13) y el perfil interior (12), de manera que el al menos un elemento de aislamiento térmico (18) divide el espacio intermedio (19) en al menos una cámara del perfil interior (19-1) que se forma al menos parcialmente por el perfil interior (12) y al menos una cámara de perfil exterior (19-1), que se forma al menos parcialmente por el perfil exterior (13).
3. 3. Configuración de marco (10b), de acuerdo con la reivindicación 2,

   en donde al menos un medio de calentamiento (34) se dispone dentro de al menos una cámara del perfil interior.
4. 4. Configuración de marco (10a), de acuerdo con la reivindicación 2,

   en donde al menos un medio de calentamiento (31, 32) se dispone dentro de al menos una cámara del perfil exterior.
5. 5. Configuración de marco (10c), de acuerdo con la reivindicación 2,

   en donde al menos un medio de calentamiento (35) se dispone entre la cámara del perfil interior y el exterior.
6. 6. Configuración de marco (10b), de acuerdo con la reivindicación 2 o 3,

   en donde al menos una cámara del perfil interior (19-1) comprende una pluralidad de cámaras adicionales del perfil interior (21, 22, 23) que se disponen en el espacio intermedio (19) y se acoplan al perfil interior (12) y en donde al menos un medio de calentamiento (34) se dispone dentro de una de las cámaras adicionales del perfil interior (21, 22, 23).
7. 7. Configuración de marco (10a), de acuerdo con la reivindicación 2 o 4,

   en donde al menos una cámara del perfil exterior (19-1) comprende una pluralidad de cámaras adicionales del perfil exterior (24, 25) que se disponen en el espacio intermedio (19) y se acoplan al perfil exterior (13) y en donde al menos un medio de calentamiento (31, 32) se dispone dentro de una de las cámaras adicionales del perfil exterior (24, 25).
8. 8. Configuración de marco (10a, 10b, 10c), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 7,

   en donde la configuración de marco (10a, 10b, 10c) comprende un dispositivo de control que se diseña para regular la salida de calor de al menos un medio de calentamiento (31, 32, 33, 34, 35, 36) a un valor predeterminable.
9. 9. Configuración de marco (10a, 10b, 10c), de acuerdo con la reivindicación 8,

   en donde el dispositivo de control se diseña para regular la salida de calor de al menos un medio de calentamiento (31, 32, 33, 34, 35, 36) a un valor de 10 W.
10. 10. Configuración de marco (10a, 10b, 10c), de acuerdo con la reivindicación 8 o 9,

    en donde el dispositivo de control se configura para regular la salida de calor de al menos un medio de calentamiento (31, 32, 33, 34, 35, 36), de manera que la temperatura en el espacio intermedio (19) se corresponde a la temperatura del interior de la habitación.
11. 11. Configuración de marco (10a, 10b, 10c), de acuerdo con la reivindicación 10,

    en donde la configuración de marco (10a, 10b, 10c) comprende un primer sensor de temperatura para medir la temperatura exterior y un segundo sensor de temperatura para medir la temperatura del interior de la habitación.
12. 12. Configuración de marco (10a, 10b, 10c), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 11,

    en donde la configuración de marco (10a, 10b, 10c) comprende al menos un primer elemento para captar energía solar que se une al exterior de al menos un perfil exterior (13) y se conecta a al menos un medio de calentamiento (31, 32, 33, 34, 35, 36).
13. 13. Configuración de marco (10a, 10b, 10c), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 12,

    en donde el al menos un medio de calentamiento (31, 32, 33, 34, 35, 36) se configuran como un elemento de calentamiento eléctrico.
14. 14. Configuración de marco (10a, 10b, 10c), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 12,

    en donde el al menos un medio de calentamiento (31, 32, 33, 34, 35, 36) se configura como un calentador de agua.