ES2832889A1 - Dispositivo portatil para medir transmitancia termica en fachadas - Google Patents
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Abstract
Dispositivo portátil para medir transmitancia térmica en fachadas. Un dispositivo portátil y un procedimiento de uso de dicho dispositivo para la evaluación del comportamiento térmico de fachadas pertenecientes a edificios, especialmente para emplazamientos con climas cálidos, donde dicho dispositivo comprende una caja (1) adaptada para ser elevada mediante un apoyo (5) telescópico, donde dicha caja (1) a su vez comprende un lado abierto (2') destinado a ser apoyado sobre una porción de contacto (10) de una fachada conformando un volumen de control (11) configurado para ser refrigerado por un equipo de refrigeración (9) por compresión a una temperatura de consigna determinada, generando así un gradiente térmico adecuado con el exterior, y permitiendo así por medio de una pluralidad sensores de temperatura (7, 8) y flujo de calor (6), medir la transmitancia térmica con un bajo consumo energético, mediante un dispositivo fácil y cómodo de transportar, especialmente de aplicación en climas cálidos.
Description
DESCRIPCIÓN
DISPOSITIVO PORTATIL PARA MEDIR TRANSMITANCIA TÉRMICA EN FACHADAS
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un dispositivo portátil y un procedimiento de uso de dicho dispositivo para la evaluación del comportamiento térmico de fachadas pertenecientes a edificios, especialmente para emplazamientos con climas cálidos y cuyas características ambientales dificultan la realización de los ensayos en unas condiciones controladas. Más concretamente, el dispositivo comprende una caja adaptada para ser elevada mediante un apoyo telescópico, que comprende un lado abierto destinado a ser apoyado sobre una porción de fachada conformando un volumen de control interior configurado para ser refrigerado por un equipo de refrigeración por compresión a una temperatura de consigna determinada, generando así un elevado gradiente térmico con el exterior, y permitiendo así por medio de una pluralidad sensores de temperatura y flujo de calor, medir la transmitancia térmica con bajo consumo energético, mediante un dispositivo fácil y cómodo de transportar.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Existen algunos dispositivos para la evaluación “in situ” de la transmitancia térmica de una fachada.
Por ejemplo, la solicitud de patente china CN104458800 propone una adaptación de la metodología de una caja caliente guardada para fachadas. Por consiguiente, dicha solicitud describe colocar una caja caliente por un lado de la fachada y una caja fría por el otro lado.
La solicitud de patente W02013059007A1 describe un sistema de medición mediante una carcasaque emitecalor y quesecolocapegada enelm uropara generarungradiente térmico elevado.
Ambos documentos, proponen generar un gradiente térmico elevado mediante calefacción, limitando su utilización en zonas climáticas cálidas. El gradiente térmico se consigue sólo mediante el uso de calefacción y la caja caliente simple se coloca siempre por la superficie de mayor temperatura. Así pues, la caja caliente se coloca por el lado interior en invierno y por el lado exterior en verano. Este tipo de dispositivos presentan aspectos que limitan su utilización como, por ejemplo, en condiciones climáticas cálidas la caja debe ubicarse en el exterior de
la fachada, por lo que limita su utilización en cerramientos que varían su sección constructiva en su altura.
Asimismo, la temperatura interior que se debe alcanzar en su interior es de 60oC, por lo que el consumo energético y las condiciones de seguridad son desventajas significativas.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención pretende solucionar alguno de los problemas mencionados en el estado de la técnica. Más en concreto, en un primer aspecto la presente invención describe un dispositivo portátil para medir transmitancia térmica en fachadas, donde dicho dispositivo comprende:
- una caja abierta que comprende un lado abierto y cinco paredes con paneles aislantes térmicos, donde dicho lado abierto está destinado a entrar en contacto de manera estanca con una porción de contacto de la fachada conformando un volumen de control interior que dispone a su vez de un sensor de temperatura interior,
- un equipo de refrigeración configurado para refrigerar el volumen de control interior de la caja hasta una temperatura de, al menos, 50C,
- al menos un apoyo telescópico adaptado para elevar la caja a una altura de al menos 30 cm.
El dispositivo es especialmente útil para medir la transmitancia térmica en emplazamientos que presentan climas cálidos. De esta manera, la caja abierta se enfría por medio del equipo de refrigeración, a una temperatura de consigna en el volumen de control interior, de preferentemente 50C.
Mas preferentemente, la temperatura de consigna en el volumen de control interior se configura para generar un gradiente térmico superior a 10°C con respecto al exterior en la mayor parte de las horas del día en las que se va a realizar la medición.
El dispositivo puede disponer de una pluralidad de ruedas unidas a una pared inferior de la caja para permitir la movilidad y portabilidad del dispositivo. En una realización preferente el dispositivo comprende cuatro ruedas con un sistema de frenado que permitan su fácil traslado.
El dispositivo se debe colocar, preferiblemente, a una altura de 50 cm sobre el suelo para evitar influencias del puente térmico de la unión con el forjado. Por consiguiente, de manera preferente, el apoyo telescópico debe elevar y soportar la caja a una altura de 50 cm sobre el suelo.
Adicionalmente, en todo el canto o borde de contacto de la caja en su lado abierto contra la pared, el dispositivo puede disponer de una junta de borde de caucho de etileno propileno dieno (EPDM) para garantizar una adecuada estanqueidad del interior de la caja al colocarla sobre la pared.
El equipo de refrigeración puede ser de refrigeración por compresión, y comprender compresor hermético, una válvula de expansión, un condensador, un evaporador, un termostato, sendos presostatos de alta y baja presión, protección magnetotérmica y sistemas de eliminación del agua de condensación. La refrigeración de tan solo el volumen interior de la caja permite garantizar un bajo consumo energético y una mayor sostenibilidad en el proceso de evaluación de la fachada.
En una realización preferente dicho equipo de refrigeración está ubicado superiormente a la caja. En consecuencia, una pared superior de la caja puede disponer de una abertura para permitir al equipo de refrigeración refrigerar el volumen de control interior de la caja.
Más preferentemente, el sensor de temperatura interior puede estar localizado concretamente en un punto central del volumen de control interior.
Las dimensiones interiores de la caja variarán conforme a las necesidades de ensayo. En líneas generales, la caja puede presentar un largo (A) y una altura (H) de entre 70-130 cm y un ancho de entre 56-96 cm.
En una realización preferente, la caja comprende un ancho de 76 cm, así como un alto y un largo de 95 cm. Dichas dimensiones, permiten garantizar unas condiciones de unidimensionalidad del flujo de calor en la zona de colocación de los sensores de temperatura.
Los paneles aislantes térmicos pueden comprender poliuretano, aunque otras tipologías de material aislante, tales como poliestireno, podrían ser utilizadas. El material aislante permite garantizar la estabilidad del salto térmico durante la realización del ensayo.
Las paredes pueden comprender exteriormente recubrimientos de tablas de madera o alternativamente, de laminas de acero.
Preferentemente la presente invención describe una instalación para medir la transmitancia térmica en fachadas que comprende el dispositivo descrito arriba con cualquiera de sus posibles variantes, y que comprende, además:
- un termoflujómetro para medir el flujo de calor destinado a ser colocado en la porción de contacto de la fachada,
- un sensor de temperatura exterior en el exterior de la fachada.
En un segundo aspecto de la invención, se da a conocer un método de uso de la instalación descrita para medir transmitancia térmica en fachadas, que comprende los pasos de:
a) seleccionar una posición en la fachada que no presente puentes térmicos, b) colocar el termoflujómetro en un punto central de la porción de contacto (10) de la fachada,
c) colocar el sensor de temperatura interior en un punto central del volumen de control interior de la caja,
d) colocar el sensor de temperatura exterior en el exterior de la fachada a una altura substancialmente igual a la del sensor de temperatura interior,
e) colocar la caja en la posición de la fachada seleccionada y elevar haciendo uso del apoyo telescópico hasta una posición de entre 30-60 cm para evitar puentes térmicos, f) configurar una temperatura de consigna en el volumen de control interno (11) generada por el equipo de refrigeración (9) que genere un gradiente térmico con el exterior superior a 10°C,
g) tomar medidas de los sensores de temperatura y del termoflujómetro por intervalos de tiempo seleccionados durante al menos un día.
El período de adquisición de datos o intervalos de tiempo, puede ser de 15 minutos para garantizar que el tamaño de los datos que se analicen posteriormente sea adecuado.
La realización de mediciones del flujo de calor y de las temperaturas interior y exterior puede ser, preferentemente durante un periodo de 3 días.
Preferiblemente, el post-procesado de los datos se realiza siguiendo la formulación del método promedio progresivo incluido en la ISO 9869-1, para calcular la transmitancia térmica de la fachada bajo ensayo, según la expresión:
U= I q
X(Tinterior'Texterior)
Donde:
T¡n te r¡o r = temperatura del sensor de temperatura interior.
T exte rior = temperatura del sensor de temperatura interior.
q= flujo de calor medido por el termoflujómetro.
El dispositivo y el método de uso descritos anteriormente, son especialmente útil para la evaluación térmica en edificios de nueva construcción y existentes, siendo de utilización tanto durante el proceso de construcción como durante el análisis y control por los responsables técnicos con el fin de caracterizar las prestaciones reales de la envolvente.
Por otro lado, supone un instrumento útil en el campo de la evaluación o diagnosis técnica de edificios construidos, pues la correcta caracterización de la envolvente permite, por un lado, garantizar el ajuste de las prestaciones de térmicas de la fachada ejecutada con las especificadas en proyecto, y, por otro lado, permite servir de herramienta de diagnosis para establecer las medidas de ahorro energético más adecuadas que se deben realizar en el edificio.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva trasera de una realización preferente del dispositivo para mediar la transmitancia térmica en fachadas, donde se muestra las paredes de la caja, el equipo de refrigeración y las ruedas.
Figura 2.- Muestra una vista esquemática frontal de la realización preferente del dispositivo en contacto con la fachada, donde se muestra el apoyo telescópico, el lado abierto apoyado con una porción de contacto de la fachada y el volumen interno de control.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
La figura 1 muestra una vista en perspectiva trasera de una realización preferente del dispositivo para mediar la transmitancia térmica en fachadas, donde se muestra que el dispositivo comprende una caja (1) abierta y un equipo de refrigeración (9) configurado para refrigerar la caja (1) interiormente.
La figura 2 muestra una vista esquemática frontal de la realización preferente siendo descrita, del dispositivo en contacto con la fachada, donde se muestra claramente que dicha caja (1) abierta comprende un lado abierto (2’) y cinco paredes (2) con paneles aislantes térmicos (3), donde dicho lado abierto (2’) está destinado a entrar en contacto de manera estanca con una porción de contacto (10) de la fachada conformando un volumen de control interior (11) que dispone a su vez de un sensor de temperatura interior (7).
Asimismo, en una realización preferente el equipo de refrigeración (9) está configurado para refrigerar el volumen de control interior (11) de la caja (1) hasta una temperatura de consigna de 50C.
La figura 2 muestra también que el dispositivo comprende un apoyo (5) telescópico adaptado para elevar y soportar la caja (1) a una altura de 50 cm sobre el suelo para evitar influencias del puente térmico de la unión con el forjado.
Asimismo, se muestra que en una realización preferente el dispositivo comprende cuatro ruedas (4) con sistema de frenado para facilitar su movilidad y transporte.
Adicionalmente, en la realización preferente arriba descrita, el dispositivo comprende, además, una junta de caucho de etileno propileno dieno (EPDM) en los bordes o cantes del lado abierto (2’) de la caja (1) para garantizar un sellado y una estanqueidad adecuada sobre el volumen de control interior (11).
La caja (1) comprende un ancho (W) de 76 cm, así como un alto (H) y un largo (A) de 95 cm. Dichas dimensiones, permiten garantizar unas condiciones de unidimensionalidad del flujo de calor en la zona de colocación de los sensores (6, 7).
La figura 2, muestra además que el sensor de temperatura interior (7) está localizado en un punto central del volumen de control interior (11) en la realización preferente.
Asimismo, el equipo de refrigeración (1) está ubicado superiormente a la caja (1). En dicha realización, una pared superior de la caja (1) comprende una abertura para permitir al equipo de refrigeración (1) refrigerar el volumen de control interior (11) de la caja (1).
En la realización preferente descrita en la figura 2, el equipo de refrigeración (9) comprende un sistema de refrigeración por compresión, que comprende, al menos, un compresor, una válvula de expansión, un condensador y un evaporador.
La figura 2, muestra también una instalación portátil o un equipo definido como conjunto de aparatos para la evaluación de transmitancia térmica en fachadas, que comprende el dispositivo descrito arriba, que comprende, además un termoflujómetro (6) para medir flujo de calor destinado a ser colocado en la porción de contacto (10) de la fachada, y un sensor de temperatura exterior (8) en el exterior de la fachada localizado a una altura substancialmente igual a la del sensor interior (7).
En un segundo aspecto, la presente invención describe un método preferente de uso de la instalación descrita más arriba, para medir transmitancia térmica en fachadas, donde dicho método, comprende al menos, las etapas:
a) seleccionar una posición en la fachada que no presente puentes térmicos,
b) colocar el termoflujómetro (6) substancialmente en un punto central de la porción de contacto (10) de la fachada,
c) colocar el sensor de temperatura interior (7) en un punto central del volumen de control interior (11) de la caja (1),
d) colocar el sensor de temperatura exterior (8) en el exterior de la fachada a una altura substancialmente igual a la del sensor de temperatura interior (7),
e) colocar la caja (1) en la posición de la fachada seleccionada y elevar haciendo uso del apoyo (5) telescópico hasta una posición de entre 30-60 cm para evitar puentes térmicos. f) configurar una temperatura de consigna en el volumen de control interno (11) generada por el equipo de refrigeración (9) que genere un gradiente térmico con el exterior superior a 10°C.
g) tomar medidas de los sensores de temperatura (7,8) y del termoflujómetro (7) por intervalos de tiempo seleccionados durante al menos un día.
Para ello seleccionar la posición en la fachada que no presenta puentes térmicos, en la realización preferente se debe realizar una evaluación previa mediante termografía infrarroja.
Esta evaluación es conveniente que se ejecute tanto desde el exterior como desde el interior de la zona donde se colocarán los equipos.
Asimismo, en la realización preferente el intervalo de tiempo para la toma de mediciones es de 15 minutos y la duración total del ensayo en la toma de medidas será de 3 días completos.
Finalmente, se puede evaluar el comportamiento térmico de la fachada y concretamente la transmitancia térmica, mediante un post-procesado de los datos siguiendo la formulación del método promedio progresivo incluido en la ISO 9869-1, y finalmente calcular la transmitancia térmica de la fachada según la expresión:
U= I q
X(T¡nter¡orTexter¡or)
Donde:
T¡n te r¡o r = temperatura del sensor de temperatura interior.
T exte rior = temperatura del sensor de temperatura interior.
q= flujo de calor medido por el termoflujómetro.
Claims (14)
1. - Dispositivo portátil para medir transmitancia térmica en fachadas, caracterizado por que comprende:
- una caja (1) abierta que comprende un lado abierto (2’) y cinco paredes (2) con paneles aislantes térmicos (3), donde dicho lado abierto (2’) está destinado a entrar en contacto de manera estanca con una porción de contacto (10) de la fachada conformando un volumen de control interior (11) que dispone a su vez de un sensor de temperatura interior
(7),
- un equipo de refrigeración (9) configurado para refrigerar el volumen de control interior (11) de la caja (1) hasta una temperatura de, al menos, 50C,
- al menos un apoyo (5) telescópico adaptado para elevar la caja (5) a una altura de al menos 30 cm.
2. - El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende una pluralidad de ruedas (4) unidas a una pared inferior de la caja (1) para permitir movilidad y portabilidad.
3. - El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende una junta de caucho de etileno propileno dieno (EPDM) en bordes del lado abierto (2’) de la caja (1) para garantizar una estanqueidad en el volumen de control interior (11).
4. - El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el sensor de temperatura interior (7) esta localizado substancialmente en un punto central del volumen de control interior (11).
5. - El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el equipo de refrigeración (9) está ubicado superiormente a la caja (1) y comprende al menos un compresor, una válvula de expansión, un condensador y un evaporador.
6. - El dispositivo de la reivindicación 5, en el que una pared superior de la caja (1) comprende una abertura para permitir al equipo de refrigeración (9) refrigerar el volumen de control interior (11) de la caja (1).
7. - El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la caja (1) presenta un largo A y una altura H de entre 70-130 cm y un ancho W de entre 56-96 cm.
8. - El dispositivo de la reivindicación 1, en el que las paredes (2) comprenden un recubrimiento de tablas de madera.
9. - El dispositivo de la reivindicación 1, en el que las paredes (2) comprenden un recubrimiento de laminas de acero.
10. - Equipo portátil para medir transmitancia térmica en fachadas que comprende el dispositivo portátil descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, que comprende, además:
- un termoflujómetro (6) para medir flujo de calor y destinado a ser colocado en la porción de contacto (10) de la fachada,
- un sensor de temperatura exterior (8) en el exterior de la fachada localizado a una altura substancialmente igual a la del sensor interior (7).
11. - Método de uso del equipo de la reivindicación 10, para medir transmitancia térmica en fachadas, caracterizado por que comprende:
a) seleccionar una posición en la fachada que no presente puentes térmicos,
b) colocar el termoflujómetro (6) substancialmente en un punto central de la porción de contacto (10) de la fachada,
c) colocar el sensor de temperatura interior (7) en un punto central del volumen de control interior (11) de la caja (1),
d) colocar el sensor de temperatura exterior (8) en el exterior de la fachada a una altura substancialmente igual a la del sensor de temperatura interior (7),
e) colocar la caja (1) en la posición de la fachada seleccionada y elevar haciendo uso del apoyo (5) telescópico hasta una posición de entre 30-60 cm para evitar puentes térmicos.
f) configurar una temperatura de consigna en el volumen de control interno (11) generada por el equipo de refrigeración (9) que genere un gradiente térmico con el exterior superior a 10°C.
g) tomar medidas de los sensores de temperatura (7,8) y del termoflujómetro (7) por intervalos de tiempo seleccionados durante al menos un día.
12. - El método de uso de la reivindicación 11, en el que los intervalos de tiempo son cada 15 minutos.
13. - El método de uso de la reivindicación 11, en el que se toman medidas durante al menos 3 días.
14.- El método de uso de la reivindicación 11, en el que se mide finalmente la transmitancia de acuerdo con la expresión:
Donde:
T¡n te r¡o r = temperatura del sensor de temperatura interior.
T exte rior = temperatura del sensor de temperatura interior.
q= flujo de calor medido por el termoflujómetro.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201931099A ES2832889A1 (es) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | Dispositivo portatil para medir transmitancia termica en fachadas |
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