PT107488B - Sistema para gestão ativa de energia em paredes e/ou pavimentos de betão - Google Patents
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Abstract
A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UM SISTEMA PARA GESTÃO ATIVA DE ENERGIA EM PAREDES E/OU PAVIMENTOS DE BETÃO, QUE COMPREENDE ESSENCIALMENTE: SISTEMAS DE AQUECIMENTO IMPRESSOS QUE SÃO INTEGRADOS EM PEÇAS DE BETÃO NO PROCESSO DE BETONAGEM; SISTEMAS DE AQUECIMENTO QUE SÃO IMPRESSOS NA SUPERFÍCIE DE PEÇAS DE BETÃO OU REVESTIMENTOS CIMENTÍCIOS; UM SISTEMA ELETRÓNICO DE MONITORIZAÇÃO E CONTROLO DO AMBIENTE ENVOLVENTE E DOS CIRCUITOS DE AQUECIMENTO PARA MANUTENÇÃO DA TEMPERATURA DE CONFORTO, QUE É INTEGRADO NO BETÃO; MATERIAIS DE ELEVADA REFLETIVIDADE E DE MUDANÇA DE FASE, PARA MAXIMIZAÇÃO DA FUNCIONALIDADE DOS SISTEMAS DE AQUECIMENTO; ESTRUTURA DE PAREDE DE BETÃO PARA MAXIMIZAÇÃO DO APROVEITAMENTO DO CALOR GERADO PELO SISTEMA DE AQUECIMENTO INTEGRADO.
Description
DESCRIÇÃO
SISTEMA PARA GESTÃO ATIVA DE ENERGIA EM PAREDES E/OU PAVIMENTOS DE BETÃO
O presente pedido consiste num sistema que permite efetuar a gestão ativa de energia numa parede ou pavimento de betão, num revestimento dos mesmos ou numa placa prefabricada de betão ou micro-betão, através do controlo e monitorização dos sistemas de aquecimento integrados e do ambiente envolvente, tirando partido da inércia térmica do material e da sua capacidade térmica. Este invento também consiste no processo de integração de sistemas de aquecimento no betão e respetiva eletrónica para aquisição e transmissão de sinal.
Estado da técnica
As preocupações com a eficiência energética dos edifícios têm sido um assunto debatido e analisado em grande escala, tendo-se tornado numa estratégia mundial. A própria comissão Europeia identificou esta temática em «A lead market initiative for Europe», ou seja, como área estratégica de atuação caracterizada pela sua grande capacidade de inovação e desenvolvimento tecnológico, na apresentação contínua ao mercado de novas soluções que contribuam para uma melhor eficiência energética e isolamento térmico dos edifícios. Adicionalmente, a agenda estratégica no âmbito da Plataforma Tecnológica Europeia para a Construção e Habitat Sustentável identificou, também, como prioridade de investigação, o desenvolvimento de estruturas e materiais que contribuam, para uma melhor gestão térmica e eficiência energética de edifícios, contribuindo para o conforto térmico dos utilizadores, para um impacto positivo no custo energético e nas emissões de CO2 · Paralelamente, o conselho mundial para o desenvolvimento sustentável definiu uma série de medidas, tais como, desenvolvimento e utilização de tecnologias inovadoras na área do desenvolvimento de materiais utilizados na construção de edifícios que promovam a eficiência energética e a gestão térmica no sentido de promover a sustentabilidade. Estas medidas incluem desenvolvimentos ao nível dos materiais multicamada e/ou revestidos no sentido de potenciar propriedades de gestão térmica e de sensores que permitam monitorizar e controlar estas características.
A invenção aqui descrita consiste na integração de sistemas de aquecimento reguláveis e controláveis pelo utilizador em peças de betão, paredes ou pavimentos e seus revestimentos. Este sistema permite uma diminuição dos consumos energéticos do edifício, contribuindo ainda para o melhoramento das questões estéticas e decorativas, uma vez que ficam completamente integradas no edifício e apresentam um design customizado.
Posto isto, o betão descrito neste pedido é constituído por:
1) Sistemas de aquecimento;
2) Sistemas de controlo e monitorização;
3) Materiais para maximização de desempenho e eficiência energética: materiais de mudança de fase (PCMs), materiais refletivos e betão com propriedades melhoradas de isolamento térmico.
| Para | além | destas | características e do | facto de | |
| todos os | seus | constituintes | estarem perfeitamente | íntegra- | |
| dos no | betão, | este | betão | com gestão ativa de | energia |
apresenta um design customizado.
Neste invento, os sistemas de aquecimento são desenvolvidos com recurso a técnicas que permitem a impressão direta de circuitos com materiais com resistências elétricas diferentes (ou com resistências totais de circuito controladas). Esta impressão é efetuada em substratos flexíveis/rígidos ou diretamente na superfície do betão.
Estes circuitos de aquecimento são controlados com sistemas de monitorização constituídos por firmware, hardware e sensorização (temperatura e/ou humidade). Para que o utilizador possa controlar a temperatura do ambiente e para que este sistema funcione de uma forma autónoma e inteligente, todas as peças de betão e sistemas de aquecimento estarão ligadas através de um barramento ou de módulos sem fios, comunicando com um módulo central de gestão de temperatura por área a controlar. Este módulo central comunica com um sistema de domótica ou dispositivo móvel, permitindo ao utilizador definir perfis de temperatura para cada ambiente, definir horários de aquecimento, verificar emissão de alertas caso se detetem situações anómalas, ler em tempo real os parâmetros de temperatura e/ou humidade, controlar remotamente o sistema e monitorizar consumos. Este controlo por parte do utilizador pode ser efetuado localmente ou em qualquer ponto com acesso á internet.
O facto do sistema de aquecimento e de monitorização e controlo estar perfeitamente integrado no betão, de forma não visivel é por si só uma inovação.
Correntemente existem no mercado diversos sistemas de aquecimento elétricos (com base em efeito de joule) para integração em estruturas e materiais de construção/acabamento, com particular enfâse para a integração em aplicações de pavimento/piso radiante (em material sanduíche) . Tipicamente, estes sistemas de aquecimento são constituídos por elementos resistivos (fio ou enrolamentos de fio metálico como cobre e/ou alumínio) encapsulados em estruturas (revestimentos físicos) poliméricas ou mesmo têxteis, que posteriormente são colocadas sob a superfície das estruturas de pavimento ou revestimento de parede [1].
Para aplicações do tipo pavimento, estas estruturas são tipicamente assembladas através da integração de um fio/enrolamento de fio em telas poliméricas ou têxteis (em materiais com capacidade de suportarem variações continuas de temperatura entre os -102C e os 602C) e posteriormente colocados sobre a superfície da construção, colocando os painéis de pavimento sobre a sua superfície. Posteriormente, todo o sistema é conectado á rede elétrica convencional através de um conversor DC/AC, sendo integrado o controlador de temperatura na estrutura do edifício, ou colocado em estrutura móvel própria para o efeito (consola com fios tipicamente). Esta solução é parcialmente amovível (uma vez que envolve a remoção do pavimento), o que constitui uma vantagem pois permite um acesso ao sistema de aquecimento mais fácil em caso de manutenção, mas também leva a que o sistema apresente tipicamente mais falhas em operação ou maior desgaste, como também maior custo de integração e maior custo do material [2] . Outra solução comercial existente correntemente é a integração direta dos elementos de aquecimento em forma de cabo com revestimento polimérico, sendo este cabo integrado no revestimento exterior da parede/ou no pavimento, ou integrados nas estruturas do piso flutuante ou no revestimento de parede (aplicações externas ás estruturas de betão. Estes cabos revestidos irão permitir o aquecimento das estruturas com base também em efeito de joule (piso radiante), mas apresentam uma eficiência energética tipicamente inferior ao obtido com sistemas de aquecimento em formato de tela (flat-sheet) [3] .
O documento W02012/012516 AI refere a colocação de sistemas de aquecimento sob superfícies de betão. No processo inventivo descrito o betão é pulverizado ou é formada uma camada de argamassa por cima de uma folha de macrofibra ou nanofibra de carbono com elétrodos impressos (metálicos ou outros) que, através da aplicação de uma voltagem, funciona como sistema de aquecimento. Este sistema difere do aqui descrito, uma vez que os sistemas de aquecimento, para além de serem de tipologia distinta, são colocados sob a superfície do betão e não no interior da peça.
No documento WO2014024165 A2 é divulgado um método de impressão de dispositivos de aquecimento em substratos flexíveis e substratos não flexíveis, como em betão. Todavia, para este substrato em particular, o documento apresentado difere do presente pedido, dada a possibilidade de permitir um aumento da eficiência energética, e por consequência, um melhor controlo da temperatura de conforto á superfície do betão. A utilização de um sistema de controlo, que inclui a monitorização da humidade relativa presente na estrutura composta por betão, circuitos de aquecimento, materiais de mudança de fase e encapsulantes, permite o funcionamento do circuito de aquecimento sem problemas adicionais, problemas estes que não são contemplados no documento WO2014024165 A2. A utilização deste tipo de substrato, bastante higroscópio, apenas é possível com uma correta monitorização e correção autónoma da humidade presente no mesmo. Esta correção apenas é possivel através do acionamento automático do sistema de aquecimento, após a deteção de um valor máximo de humidade previamente calibrado, do sensor de humidade.
Por este motivo, a utilização de betão como substrato de suporte para a impressão de circuitos de aquecimento, está limitado a uma determinada gama de humidade relativa da estrutura que compõe o invento, não sendo este parâmetro mencionado no documento referido.
Por outras palavras o pedido de patente WO 2014024165 apresenta inconvenientes graves ao correto funcionamento do invento relatado, que são ultrapassados com a presente invenção.
Os aperfeiçoamentos objeto desta invenção e as diferenças respetivamente á técnica anterior são asseguradas pela melhor qualidade de impressão dos sistemas de aquecimento na superfície do betão. A melhor qualidade de impressão resulta, por um lado, do tratamento da superfície através do revestimento por tintas e/ou vernizes especialmente formuladas para o efeito. Por outro lado, esse melhoramento deve-se á seleção de um betão cujas caracteristicas intrínsecas estejam adequadas ao processo de impressão, como uma rugosidade inferior a 0,5 pm e uma porosidade inferior a 10 %.
Verificou-se que a impressão de sistemas de aquecimento diretamente em substratos de betão apenas é válido nas gamas de rugosidade superficial, porosidade e compactibilidade de betão referidas, demonstrando-se que a impressão direta referida no estado-da-arte não é válida em qualquer intervalo sugerido mas apenas nas gamas indicadas e referenciadas nesta invenção.
Constitui portanto um objeto desta invenção avançar com a gama de rugosidade, porosidade, compactibilidade, espessura de material impresso, largura de material impresso, potência do circuito impresso e sistema de encapsulamento do sistema eletrónico no qual a totalidade do sistema é totalmente funcional e viável do ponto de vista tecnológico, uma vez que fora destas gamas não se verifica qualquer tipo de funcionalidade viável dos sistemas diretamente impressos em substrato de betão.
Refira-se que as gamas abrangentes indicadas no estado-da-arte não avançam com os intervalos de rugosidade, porosidade, compactibilidade, espessura de material impresso, largura de material impresso, potência do circuito impresso e sistema de encapsulamento do sistema eletrónico que permitem construir um sistema válido especificamente em substratos de betão. A definição dos intervalos específicos em que se torna válido e funcional o sistema eletrónico de aquecimento diretamente impresso em betão é identificado apenas no âmbito desta invenção, sendo estes os valores próprios e específicos para substratos de betão com as propriedades supramencionadas.
Para sistemas de aquecimento impressos em betão o funcionamento só é válido quando as pistas impressas têm comprimentos que variam entre os 50 e os 3000 mm. Para comprimentos superiores ocorre uma queda de tensão elétrica que inviabiliza o funcionamento dos sistemas de aquecimento impressos. Em relação á largura destas pistas o funcionamento do sistema de aquecimento apenas está garantido para valores compreendidos entre 2,5 e 20 mm, e quando a sua espessura esteja compreendida entre os 10 e os 200 pm. Esta espessura é determinada pela rugosidade e porosidade da superfície do betão, bem como pela densidade do material e deve ser otimizada para garantir a uniformidade da impressão, garantindo a funcionalidade do sistema. Para valores de rugosidade superficial inferiores a 0,5 pm consideram-se espessuras na ordem dos 10 a 100 pm e para valores superiores a 0,5 entre 100 e 200 pm. O funcionamento dos sistemas de aquecimento impresso em betão apenas funciona para valores de porosidade inferior a 10%. A distância entre as bus bars varia entre os 40 e os 400 mm, devendo este valor ser dimensionado de acordo com as propriedades do betão (porosidade, compacidade, rugosidade e densidade do betão).
O sistema de aquecimento descrito neste pedido foi assim desenhado e caracterizado para implementação específica em betão, pelo que as suas características e propriedades estão acima do estado da arte quando integradas neste substrato em específico. Neste caso, a potência dos circuitos de aquecimento impressos está compreendida entre os 50 e os 300 W/m2.
O sistema de monotorização e controlo descrito neste pedido apresenta também vantagens significativas em relação ao estado da arte. Este sistema permite que o betão funcione de modo inteligente, regulando a potência fornecida ao sistema de aquecimento, de forma a garantir que a temperatura se mantém na zona de conforto, e calculando a potência necessária para cada tipologia de betão utilizado e a zona onde é aplicado, de forma a maximizar a sua eficiência energética. Esta temperatura pode ainda ser definida pelo utilizador, sempre que este assim o entender, localmente ou em qualquer ponto com acesso á internet, facto este que trás mais-valias significativas quando comparado aos já existentes no mercado. A integração destes componentes no betão é também efetuada de forma a maximizar a durabilidade e funcionalidade dos sistemas integrados para valores superiores ao que se verifica para outros produtos semelhantes. Isto é, esta monitorização controlada e baixa potência do sistema de aquecimento faz com que a sua eficiência energética seja entre 5 e 10% superior e com que a temperatura da zona envolvente se mantenha próxima da temperatura de conforto sem necessidade de sistemas adicionais, isto é próxima dos 22 °C no inverno e 25 °C no verão. O consumo energético gasto para o aquecimento e arrefecimento de um edifício ronda nos dias de hoje os 25%. Com o betão com gestão ativa de energia descrito neste pedido conseguirá reduzir-se este valor.
São poucos os produtos existentes que consistem em betão funcionalizado com sistemas de aquecimento controláveis e reguláveis. A patente W02012012516A1 descreve betão com condutividade térmica melhorada que contém fibras de carbono e nanotubos de carbono para aquecimento, controláveis através de um termopar e eletrónica de controlo. Esta invenção difere da aqui descrita, na medida em que o sistema de aquecimento utilizado não tem a mesma versatilidade dos circuitos impressos em termos de funcionalidade e variabilidade da temperatura de aplicação, e não é passível de controlo por parte do utilizador.
O invento aqui descrito apresenta ainda mais valias relativas ao estado da técnica, na medida em que, para além dos sistemas de aquecimento e de monotorização e controlo, contempla ainda a integração de estruturas passivas que aumentam o isolamento térmico e potenciam a eficiência energética dos edifícios. Estas estruturas passivas consistem em materiais de mudança de fase (PCMs), materiais refletivos e de betão com propriedades térmicas melhoradas, todos eles como componentes da peça final em betão segundo um esquema idealizado para potenciar o efeito dos sistemas de aquecimento e a sua eficiência energética. Estas estruturas isolantes são colocadas na base da placa, parede, pavimento ou revestimento e são constituídas por betão ou micro-betão isolante, com cortiça, com propriedades antifogo e elevado isolamento térmico, de forma a orientar a radiação térmica para as áreas interiores pretendidas. Por outro lado o mesmo painel apresenta na outra face uma camada de betão compacto de elevada capacidade térmica que perante necessidades de arrefecimento terá capacidade de absorver alguma energia, contribuindo assim para a redução das necessidades de arrefecimento, sendo esta camada que normalmente conterá os PCMs.
Os materiais de mudança de fase, conhecidos por PCMs, são, essencialmente, materiais com capacidade para absorver ou libertar energia térmica quando o seu estado físico é alterado. Os PCMs absorvem e libertam energia a uma temperatura constante, armazenando de 5 a 14 vezes mais calor por unidade de volume do que os materiais convencionais .
Para processos de armazenamento de energia, os PCMs com transições sólido-líquido são os de maior interesse, devido ás suas pequenas alterações de volume durante o processo de mudança de fase.
Estes PCMs podem ser classificados em dois grupos principais: orgânicos e inorgânicos, sendo que os compostos orgânicos podem, ainda, ser divididos em parafinicos ou não-parafinicos (ácidos gordos). Da combinação de dois ou mais compostos orgânicos, inorgânicos ou ambos, surgem ainda as misturas eutéticas. Dada a sua variabilidade química, é possível selecionar o material que apresente mudança de fase na gama de temperaturas desejada. Adicionalmente, a escolha do PCM deve ter em consideração as propriedades térmicas, cinéticas e químicas respetivas. O PCM deve ter um elevado calor de transição por unidade de volume de forma a armazenar o máximo de energia e sofrer uma reduzida variação de volume na mudança de fase para evitar problemas no encapsulamento. A escolha do PCM deve também contemplar questões ambientais e de segurança,
| devendo ser explosivo. | não | inflamável, | não | corrosivo, | não | tóxico e não |
| Estes | materiais | que | potenciam o | efeito de | ||
| aquecimento | dos | circuitos | de aquecimento | são | incorporados | |
| nos materiais c | imentícios | para | acumulação | de | calor gerado |
pelos circuitos de aquecimento e liberta-lo quando os circuitos estão inativos (desligados), Esta incorporação é realizada ao nível da superfície do betão voltada para o interior do edifício, no sentido de maximizar o efeito de libertação de calor na zona onde se pretende que o efeito seja sentido.
No que diz respeito ao seu custo e á sua disponibilidade para aplicação em grande escala, deve-se garantir que o PCM escolhido possa ser fornecido em quantidades elevadas e, preferencialmente, a um baixo custo, de modo a ser economicamente competitivo com outras soluções de armazenamento de calor. Esta questão é ainda mais pertinente quando aplicada a sistemas que visam garantir a eficiência energética e a redução dos custos associados.
Em termos de encapsulamento, os PCMs podem ser encontrados na sua forma não-encapsulada, macroencapsulada, microencapsulada ou estabilizada. Na área da construção, é essencial proteger o PCM e impedir que este interaja com a estrutura do edifício e, consequentemente, que afete as propriedades dos materiais ao longo dos anos. Devido a isto, os PCMs encapsulados ou estabilizados têm principal enfoque quando se refere á sua incorporação em materiais de construção.
No que se refere á incorporação de materiais de mudança de fase em sistemas cimentícios, existem já algumas patentes que descrevem diferentes processos de incorporação em diferentes materiais: US 8070876, US 4747240, US 2013/0228308 Al, US 2011/0108241 Al, EP 0830438 Bl, entre outras. Entre as várias patentes encontradas, refere-se a WO/2011/071402 Al, cuja invenção tem enfoque em argamassas com incorporação de materiais de mudança de fase. As argamassas descritas podem ser aplicadas no revestimento interior e exterior de sistemas construtivos, com vista á poupança energética, e são caracterizadas por compreenderem microcápsulas de PCM, juntamente com um ligante á base de cal e outros materiais auxiliares.
Da pesquisa efetuada, verifica-se que a aplicação de materiais de mudança de fase em materiais cimenticios não consiste numa novidade e existem diversos estudos sobre diferentes formas de incorporação e usando diferentes tipos de PCM. No entanto, não existem estudos que explorem a incorporação de materiais de mudança de fase em complemento com sistemas de aquecimento integrados em materiais cimenticios.
A incorporação de materiais de mudança de fase realizada nas condições descritas, permitirá não só fazer uma gestão da energia térmica proveniente das trocas de calor tipicas numa parede (entre o interior e o exterior de um edifício) e reduzir a amplitude térmica no interior do edifício, mas também funcionar como acumulador de calor gerado pelos sistemas de aquecimento, potenciando o seu efeito e contribuindo para a maximização da eficiência energética global do sistema. Esta invenção apresenta desenvolvimentos além do estado da arte apresentado, na medida em que a incorporação de PCMs descrita potência o efeito do sistema de aquecimento integrado e garante um incremento na eficiência energética do edifício (aumento da eficiência energética na ordem dos 5 a 10%) .
A integração de materiais com boas propriedades em termos de isolamento térmico em áreas específicas do betão e/ou propriedades refletivas, como na zona exterior de uma parede, apresenta mais-valias consideráveis, uma vez que mantém o calor dentro do edifício e direciona o calor libertado pela banda de aquecimento para o seu interior.
Revestimentos cimentícios à base de cortiça, EPS, argila expandida e de outros agregados leves aplicados sobre as superfícies exteriores podem aqui reforçar o contributo de forma significativa, reduzindo e orientando o calor produzido pelos sistemas de aquecimento para o interior minimizando as perdas. A espessura da parede de betão pode ela própria assegurar idêntico efeito desde que seja superior a 30cm, pois neste caso a inércia térmica conseguida é suficiente para cobrir as necessidades na maioria das exposições climatéricas.
O mesmo se verifica em relação á integração de estruturas metalizadas refletivas que permitem direcionar o calor libertado pelos sistemas de aquecimento para o interior do edifício através da reflexão de radiação da zona de infravermelho. Atualmente, estas estruturas já são muito utilizados para este tipo de aplicação, mas nunca de uma forma totalmente integrada e segundo a funcionalidade aqui descrita.
Acresce ainda o facto de este sistema poder ser aplicado a placas de betão expostas nas paredes ou pavimentos, ao invés de estarem embutidas nas mesmas e nestas circunstâncias poderem ainda apresentar um design costumizado, com acabamentos artísticos e arquitetónicos, funcionando como elementos decorativos, com coloração, design e texturas superficiais.
Referências [1] Warmlyyours, http://www.warmlyyours.com/en-US/floorheating/slab-heating [ 2] http://www.electricunderfloorheatingsystems.com/produc ts/underfloor-heating/low-voltage-underfloor-heating.html [3] Rokuprint, http://www.rokuprint.com/eng/index.htm [4] Mariana Mendes Gonçalves; Estudo de novos materiais de mudança de fase, Universidade de Aveiro, 2009 [5] Nelson Tiago Dias Ferreira da Silva, Incorporação de Materiais de Mudança de Fase em Materiais de Construção, Universidade do Minho, 2009 [6] Sérgio Russo Ermolli, Heli Koukkari, Luis Bragança; Phase changing materiais in building elements, Integrated Approach towards Sustainable Constructions [7] Prof. Luisa F. Cabeza; Next Generation cost effective phase change materiais for increased energy efficiency in renewable energy systems in buildings, University of Lleida, Spain [8] Yinping Zhang, Guobing Zhou, Kunping Lin, Qunli Zhang, Hongfa Di; Application of latent heat thermal energy storage in buildings: State-of-the-art and outlook, Building and Environment, 42, 2197-2209 (2007) [9] P. Schossig, H.-M. Henning, S. Gschwander, T. Haussmann; Micro-encapsulatedphase-change materiais integratedinto construction materiais, Solar Energy Materiais & Solar Cells, 89, 297-306 (2005)
SUMÁRIO
O presente invento visa colmatar falhas ao nível do isolamento térmico e eficiência energética no interior de edifícios, pela funcionalização do betão, micro-betão ou revestimentos de paredes e pavimentos utilizados na construção de novos edifícios ou na reabilitação dos já existentes .
O presente pedido consiste num betão com capacidade de efetuar a gestão ativa de energia, materializado por uma peça de betão/micro-betão para embutir numa parede ou pavimento ou num revestimento das mesmas ou numa placa prefabricada de betão ou micro-betão que fica á vista e neste caso apresenta características estéticas/artísticas interessantes, constituindo um elemento decorativo, ou ainda através da integração do sistema de controlo diretamente nos elementos de betão durante a betonagem. O sistema de gestão ativa de energia agrega as caracteristicas do material em termos de inércia térmica e capacidade térmica, bem como propriedades de isolamento do material com um sistema eletrónico, sensorizado de controlo e monitorização do ambiente envolvente, acionando os sistemas de aquecimento integradas de forma inteligente de modo a reduzir os consumos energéticos associados e assegurando o conforto térmico interior. Este invento também consiste no processo de integração de sistemas de aquecimento no betão e respetiva eletrónica para aquisição e transmissão de sinal.
Este betão com gestão ativa de energia pode estar materializado numa placa prefabricada, à vista ou para embutir, ou ser diretamente aplicado no betão, micro-betão e revestimentos de paredes e pavimentos cimenticios.
Este betão com gestão ativa de energia inclui:
- betão de elevada compacidade e consequentemente de elevada inércia térmica e capacidade térmica na face irradiante, eventualmente com incorporação de PCMs;
sistemas de aquecimento integrados na peça de betão durante o processo de betonagem;
- sistemas de monitorização e controlo de funcionamento do conjunto e do ambiente envolvente e dos circuitos de aquecimento para manutenção da temperatura e de conforto;
domótica integrada, que permite a definição da temperatura de conforto e controlo do sistema de aquecimento por parte do utilizador, a partir do interior do edifício ou em qualquer parte do mundo, desde que tenha acesso á internet;
betão isolante constituído por materiais com boas propriedades em termos de isolamento térmico, refletivos e de mudança de fase para maximização do isolamento térmico e eficiência energética.
Acresce ainda o facto do betão poder apresentar um design customizado, com coloração, textura e design constituindo por si só um acabamento artístico ou peça decorativa.
Todos os sistemas descritos anteriormente estão perfeitamente integrados no material, de forma não visivel e bem protegidos.
DESCRIÇÃO DETALHADA
O presente pedido descreve o betão com gestão ativa de energia e inclui:
- o processo de integração de sistemas de aquecimento nas peças de betão ou revestimentos cimentados, partindo de filmes com circuitos impressos que podem ser incorporados na betonagem ou aplicados por impressão direta destes circuitos na superfície do betão, ou em camadas internas durante a sua betonagem ;
um sistema de monitorização, gestão e controlo dos circuitos de aquecimento para manutenção da temperatura de conforto do ambiente envolvente e respetivo processo de integração no betão.
- materiais de elevada refletividade e de mudança de fase, para maximização da funcionalidade dos sistemas de aquecimento.
estrutura de parede de betão para maximização do aproveitamento do calor gerado pelo sistema de aquecimento integrado.
Sistemas de Aquecimento
Os sistemas de aquecimento desenvolvidos são compostos por materiais com resistências eléctricas diferentes e materiais condutores de corrente eléctrica. A passagem de corrente eléctrica nas pistas resistivas provoca o aquecimento do circuito. O circuito de aquecimento impresso tem o seu funcionamento baseado no efeito Joule, onde o valor depende da resistência do circuito e da tensão elétrica aplicada.
Numa forma de realização preferencial, os materiais que compõe as bus bar dos circuitos de aquecimento são compostos por alumínio, tipicamente impressos pela técnica de screen printing. Após a impressão deste material, é necessária a cura térmica do padrão impressão a 150°C durante 10-15 minutos e um posterior recozimento do mesmo, a uma temperatura compreendida entre 780 e 840°C durante 5-10 minutos.
| Os | materiais | que constituem | os sistemas | de aque- |
| cimento são | impressos | por diversas | tecnologias | de im- |
pressão, nomeadamente por serigrafia, e/ou rotogravura, e/ou impressão por jato de tinta em sistemas rolo a rolo e/ou folha a folha. A tecnologia é adoptada em função do substrato utilizado, podendo ser considerados os substratos flexíveis, rígidos e/ou a superfície do betão.
Como substratos flexíveis são considerados o politeraftalato de etileno (PET), e/ou polietileno naftalato (PEN), substratos estes compatíveis com sistemas rolo a rolo. Estes substratos são considerados para impressão pois apresentam baixo custo, estabilidade dimensional, superfície uniforme e resistência ás temperaturas a que é necessário fazer a cura térmica dos materiais condutores impressos, resistência química á humidade para integração no betão. Este substrato polimérico com os sistemas de aquecimento impressos passa por um processo de laminagem e é incorporado no interior no betão, mais propriamente durante a betonagem. Na escolha do material é também tida em consideração a adesão ao substrato polimérico, quando for o caso, á argamassa ou betão, de forma a garantir que o produto final apresente propriedades mecânicas e estruturais semelhantes ao betão convencional.
Para os substratos rígidos escolhidos poderão considerar-se substratos com boas propriedades em termos de isolamento térmico, como silicatos, de forma a potenciar o funcionamento dos sistemas de aquecimento para a superfície da placa de betão que se pretende aquecer.
A integração destes circuitos de aquecimento pode ainda ser efetuada diretamente por impressão direta na superfície de betão, ou sobre lâminas de micro-betão de pequena espessura (em função do dimensionamento) que serão posteriormente de novo revestidas e integradas na peça final do edifício a construir ou renovar.
Nesta forma de realização preferencial, de forma a garantir a qualidade da impressão, a superfície de betão é revestida com tintas/formulações impermeabilizantes que promovam a uniformidade da superfície de betão e absorção do circuito de forma homogénea. Tal deve-se ao facto de a superfície do betão poder apresentar barreiras á impressão direta dos sistemas de aquecimento, nomeadamente a nível microscópico - rugosidades e porosidade á sua superfície, que prejudicam o bom desempenho dos sistemas de aqueci mento .
Para assegurar uma correta impressão do circuito, a superfície do betão a imprimir deve apresentar uma rugosidade muito baixa (<0,05mm) equivalente a um grau de polimento ou amaciamento. Este acabamento pode ser conferido pelo contacto direto com cofragem com graus de polimento equivalente, assegurando-se neste caso um acabamento quase impermeável e muito liso capaz de assegurar uma boa impressão do circuito. Por outro lado, a composição utilizada com dosagem de cimento não inferiores a 350 kg/m3 e dosagens de água muito baixas (<0,4 do peso de cimento) garantem um contributo eficaz na redução da absorção capilar e portanto ajudam na eficácia do filme a imprimir á superfície.
O dimensionamento dos circuitos de aquecimento está desenvolvido tendo como base a resistividade elétrica dos materiais utilizados e as tensões elétricas que são tipicamente utilizadas.
No caso particular da impressão direta no betão o seu funcionamento só é válido quando as pistas impressas têm comprimentos que variam entre os 50 e os 3000 mm. Para comprimentos superiores ocorre uma queda de tensão elétrica que inviabiliza o funcionamento dos sistemas de aquecimento. Em relação á largura destas pistas o funcionamento do sistema de aquecimento apenas está compreendido entre 2,5 e 20 mm, e a sua espessura entre os 10 e os 200 pm. Esta espessura é determinada pela rugosidade e porosidade da superfície do betão, pela mesh utilizada no quadro de screen printing, bem como pela densidade do material e deve ser otimizada para garantir a uniformidade da impressão, garantindo a funcionalidade do sistema. Para valores de rugosidade superficial inferiores a 0,5 pm consideram-se espessuras na ordem dos 10 a 100 pm e para valores superiores a 0,5 pm entre 100 e 200 pm. O funcionamento dos sistemas de aquecimento impresso em betão apenas funciona para valores de porosidade próximo de 10%. Outra propriedade que determina o valor da espessura é a densidade do material que deve ser de preferência inferior a 350 Kg/m3.
A distância entre as bus bars varia entre os 40 e os 400mm, devendo este valor ser dimensionado de acordo com as propriedades do betão (porosidade, compacidade, rugosidade e densidade do betão).
O circuito de aquecimento impresso é alimentado por tensão elétrica DC (corrente contínua) ou AC (corrente alternada), podendo o seu valor ser regulado de forma a controlar a temperatura deste, ou do ambiente em que este se encontra embebido. O tipo de tensão elétrica aplicada aos circuitos varia com os produtos finais pretendidos e com a potência por área necessária. A utilização dos circuitos de aquecimento impressos é possível nesta gama de tensões elétricas, através da utilização de um transformador AC-DC que permita a conversão de corrente alternada em corrente contínua.
A temperatura obtida no betão em que são inseridos os circuitos impressos depende da sua dimensão e da tensão elétrica aplicada aos terminais do mesmo, das dimensões das pistas impressas, da sua espessura, do substrato em que são impressos, dos materiais utilizados no seu processamento, do tipo de associação (i.e. se é em série e/ou em paralelo) entre os vários circuitos impressos, do meio em que é embebido e/ou laminado e/ou impresso o circuito de aquecimento e da temperatura ambiente.
A potência dos circuitos de aquecimento impressos varia com o dimensionamento elétrico previamente efetuado, estando os valores obtidos compreendidos entre os 50 e os 300 W/m2.
Os circuitos de aquecimento são laminados e/ou revestidos com diferentes materiais após a sua impressão para proteção elétrica e mecânica, antes de integrado na estrutura de betão. Como materiais de proteção deverão ser considerados materiais impermeabilizantes, como boa resistência mecânica e anticorrosivos, de forma a resistiram ao processo de betonagem das peças de betão. O encapsulamento dos sistemas de aquecimento com estes materiais pode ser efecutado através da laminagem, e/ou termocolagem, e/ou slot die, e/ou doctor blade, e/ou knife-over-edge, e/ou serigrafia, e/ou spray, de um material polimérico curável por UV e/ou temperatura.
Este tipo de dispositivos cuja finalidade de aplicação é o aquecimento, apresentam várias vantagens como o baixo peso, pouca espessura e uma elevada flexibilidade, podendo ser facilmente laminados com outro tipo de materiais. Uma vez que são colocados perto das superfícies do betão a aquecer, a potência dissipada para a face oposta da superfície perto da qual é colocado o circuito de aquecimento, resultando em menores consumos energéticos em relação a outros sistemas de aquecimento convencionais.
Sistema de Eletrónico de controlo
Associado a este circuito de aquecimento está um sistema eletrónico de controlo que regula a temperatura do sistema em função da temperatura previamente definida pelo utilizador em função das características do betão e da potência necessária para se atingir a temperatura de conforto, assim como monitoriza a humidade relativa no interior da sala onde o betão com gestão ativa de energia for integrado. Este sistema (Fig. 1) é constituído pelo estágio de sensorização (temperatura e humidade relativa) - (1), estágio de condicionamento de sinal - (2), estágio de processamento e controlo - (3), estágio de potência - (4), estágio de interface com o exterior (comunicação) - (5), fonte de alimentação - (6), estágio de regulação de tensão - (7) e por fim um invólucro para integração do sistema. O conjunto (2) + (3) + (4) + (5) + (7) compõe o denominado Hardware de Controlo. Este sistema é integrado no interior da estrutura, ficando posicionado entre a fonte de alimentação e o circuito de aquecimento impresso, regulando assim a potência para aquecimento e/ou a energia fornecida (tempo de atuação).
(1) Estágio de Sensorização
O estágio de sensorização é responsável pela tradução da temperatura e/ou humidade relativa, numa grandeza interpretável eletronicamente. Para cumprir esta tarefa podem ser utilizados sensores do tipo analógico ou digital. A escolha do tipo de sensor está diretamente relacionada com o posicionamento do mesmo na estrutura, isto é, atendendo ao facto do sistema possibilitar a monitorização da temperatura de duas formas: (opção A) diretamente nos sistemas condutores impressas, onde o sensor é integrado nessa mesma superfície através de um processo de assemblagem automático (assemblagem SMT - Surface Mount Technology), em contacto direto com o circuito de aquecimento; ou então, (opção B) no interior do betão, no qual o sensor é colocado próximo da superfície, integrado numa estrutura de suporte em PCB rígido ou flexível, a qual é conectada ao Hardware de Controlo, por intermédio de um cabo elétrico (com conector tipo plug) composto por condutores multifilares. Neste caso, a assemblagem do sensor e do conector na PCB é feita igualmente através de assemblagem SMT, no entanto, a ligação ao hardware é manual, por intermédio do conector plug. No caso da monitorização de humidade relativa, considerando que o objetivo é monitorizar a humidade no ambiente do compartimento no qual está inserido o sistema, apenas é válida a opção B.
Neste sentido, se for considerada a opção A, a escolha do sensor de temperatura será preferencialmente baseada na tecnologia analógica, devido á simplificação da integração do mesmo no circuito de aquecimento. Caso contrário, ao ser utilizada a opção B, e portanto, havendo a necessidade de utilizar uma estrutura de suporte para o sensor, a preferência vai para a tecnologia digital, simplificando assim o estágio de condicionamento de sinal.
O sensor analógico de temperatura preferencial é do tipo Thin Film RTD (Resistance Temperature Detectors) do fabricante IST (Innovative Sensor Technology), podendo ser aplicados sensores com resistências nominais de 100 Ω (PT100), 500 Ω (PT500) ou 1000 Ω (PT1000), de classe A, B ou C, dependendo da sensibilidade e precisão desejadas. O package preferencial é do tipo SMD (Surface Mount Device).
Considerando a opção B, numa versão com monitorização apenas da temperatura, podem ser utilizados diferentes sensores, nomeadamente com interface de dados via I C (Inter-Integrated Circuit) ou 1-Wire, a preferência recai sobre sensores com package 30>Ύ-2.3 e interface I2C, devido á possibilidade de escolha perante um leque maior de fabricantes. Considerando ainda a opção B, e abordando uma versão com monitorização dupla, ou seja, temperatura e humidade, a seleção passa pela utilização de sensores digitais integrados (humidade + temperatura). Neste caso, podem ser utilizados sensores de diferentes fabricantes, nomeadamente Honeywell (como exemplo o modelo HIH6030-021-001 - sem filtro de proteção integrado) ou IST (como exemplo o modelo HYT-221 - com filtro de proteção integrado), no entanto, preferencialmente deverão ser utilizados os sensores do fabricante Sensirion, nomeadamente os modelos SHT10, SHT11 ou SHT15, consoante a precisão desejada, e respetivos filtros (modelo SF1).
(2) Estágio de Condicionamento de Sinal
O estágio de condicionamento de sinal é aplicável no caso de ser implementada a opção A, isto é, monitorização de temperatura com sensor integrado (tecnologia analógica) no circuito de aquecimento. Este circuito é responsável pela conversão da variação da caracteristica física do sensor RTD, neste contexto variação da resistência, num sinal elétrico amplificado, filtrado e devidamente condicionado em amplitude (tensão elétrica) com vista a ser interpretado pelo estágio seguinte (processamento e controlo) . Este estágio pode ser implementado por intermédio do método tradicional, ou seja, com base num conjunto de andares de condicionamento: ponte com configuração em 3 ou 4 fios (preferencialmente) , circuito de excitação de corrente (estável) apropriada para o tipo de RTD em utilização (PT100 / PT500 / PT1000), amplificador de instrumentação com offset reduzido com respetivas resistências de precisão e, por fim, um filtro do tipo ativo (preferencialmente do tipo Sallen-Key). Apesar deste método tradicional de condicionamento ser eficaz, com vista a aumentar a integração do sistema deverá ser utilizado preferencialmente um circuito integrado, denominado RTDto-Digital Converter do fabricante Maxim Integrated, modelo MAX31865, package 20 TQFN-EP. Este dispositivo implementa todos os andares descritos anteriormente num só package, com a particularidade de possuir um interface digital, via SPI (Serial Peripheral Interface) o que garante inclusive uma maior eficácia no interface com o sensor.
(3) Estágio de Processamento e Controlo
O estágio de processamento e controlo é responsável pela interpretação dos dados provenientes do circuito de condicionamento (opção A) ou diretamente do sensor (opção B), processamento desses dados (firmware), com vista a manter a temperatura de acordo com a configuração do utilizador (temperatura considerada de conforto), atuação no circuito de aquecimento, por intermédio da eletrónica de potência e comunicação com o exterior (servidor local ou cloud), quer para envio de informação para o exterior, relativa ao status dos sistemas de aquecimento e/ou temperatura instantânea e/ou anomalias no funcionamento, quer para receção de dados de configuração, atualizados pelo utilizador e enviados para o servidor, por via de App. O dispositivo responsável por todas estas execuções pode ser do tipo MCU (microcontroller unit) ou SoC (system-on-achip), podendo este ser proveniente de diferentes fabricantes. A escolha é feita consoante o interface desejado para comunicação com o exterior, interface com sensores e atendendo ao facto de se pretender um sistema eletrónico com uma boa relação entre custo x consumo energético x integração. Se o interface selecionado for do tipo Zig Bee, Wi-Fi direct (IEEE 802.15.4) ou PLC (Power Line Communication), preferencialmente deverá ser utilizado um dispositivo com tecnologia SoC, de acordo com o interface em questão, do fabricante Atmel, como exemplo o modelo SAM4SP32A (para interface PLC) ou o modelo ATmega2564RFR2 (para interface Zig Bee). Se o interface com o exterior for do tipo Wi-Fi (IEEE 802.11), KNX/EIB (sistemas de domótica), Bluetooth (2.1 ou 4.0) ou GPRS (General Packet Radio Service) ou EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) ou HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) ou HSDPA+, a escolha será baseada num MCU, preferencialmente do fabricante Microchip (como exemplo o modelo
PIC16LF1829), package QFN, e respetivo módulo de comunicação (como exemplo o modelo de Wi-Fi embebido RN131, do mesmo fabricante) . A escolha entre a opção A ou B é então praticamente transversal a este estágio, sendo que as alterações são essencialmente ao nível do firmware. Relativamente á informação a enviar para o exterior, esta é encriptada segundo uma especificação de dados pré-definida, podendo ser posteriormente interpretada pelo servidor/cliente. Em termos de assemblagem dos componentes constituintes do sistema, preferencialmente deverão ser selecionados componentes SMD, com vista a permitir com maior eficácia a implementação de assemblagem automática SMT.
(4) Estágio de Potência
O estágio de potência é responsável pela ativação/desativação do circuito de aquecimento impresso, ou seja, atuação nesse sistema por ordem do Hardware de Controlo, com vista a controlar a potência fornecida ou a energia (controlo por tempo de atuação). Neste estágio é também implementado o circuito de proteção, com vista a interromper o fornecimento de energia ao circuito, prevenindo situações de curto-circuito. Atendendo ao facto de o circuito de aquecimento poder ser alimentado por intermédio de uma fonte CA (Corrente Alternada), estando ligado diretamente á rede, ou por intermédio de uma fonte CC (Corrente Contínua), havendo a necessidade de um conversor CA-CC, o atuador de potência será específico para cada uma das situações. Considerando um interface CA, o atuador poderá ser do tipo relê (bobina de 3,3V ou 5V e contactos 230V / corrente depende do circuito de aquecimento a controlar) ou semicondutor (como exemplo TRIAC - Triode for Alternating Current) com capacidade para suportar 230V / corrente ajustada ao circuito de aquecimento, a preferência recai na tecnologia baseada em semicondutores. Em alternativa, considerando um interface CC, poderá igualmente ser utilizado um relê, no entanto preferencialmente deverá ser utilizado um MOSFET de canal N ou P, devido á ausência de partes mecânicas (existentes no relê) e devido á sua
| dimensão | mais reduzida. | Em termos | de | caracteristicas |
| elétricas | deverá suportar | uma tensão | de | 24V / corrente |
| ajustada | ao circuito de aquecimento. | |||
| Relativamente ao | circuito de | proteção, conside- |
rando que se está sempre a lidar com potências elevadas, a proteção preferencial é baseada na utilização de interruptores apropriados (como exemplo do fabricante Schneider Electric), nomeadamente AC (230V) ou DC (24V), sendo a corrente de corte adequada ás caracteristicas do circuito de aquecimento em consideração.
(5) Estágio de
Interface com o
Exterior (Comunicação)
O estágio de interface com o exterior é respon sável pela ponte entre o Hardware de Controlo e o mundo exterior, nomeadamente para a interação utilizador-sistema. Na situação em que o estágio de processamento e controlo seja baseado na tecnologia SoC, este estágio encontra-se embebido nesse SoC, implementando a comunicação com o exterior por via do módulo de comunicação embutido. Na situação em que a tecnologia utilizada é baseada em MCU, e portanto, a comunicação é realizada por intermédio de uma unidade emissora-recetora independente, selecionada comsoante o interface de comunicação desejado. O interface entre o MCU e a unidade de comunicação poderá ser baseado no protocolo SPI, USB (Universal Serial Bus) ou série assíncrono, por questões de eficácia e compatibilidade, preferencialmente deverá ser usado o SPI ou série assíncrono. Este estágio fará então o envio da informação para o servidor local (Fig. 2) (não havendo ligação á internet) ou diretamente para a cloud (existindo ligação á internet), ver Fig. 3.
Na arquitetura baseada em cloud, o Hardware de Controlo envia a informação para um servidor remoto localizado na cloud, por intermédio de um router (localizado na habitação) com acesso á internet. O servidor tem como objetivo o acesso aos dados provenientes do hardware, o seu armazenamento e posterior apresentação da informação ao utilizador. Esta arquitetura possibilita ao utilizador, independentemente da sua localização, o acesso aos dados, desde que tenha acesso á internet, por intermédio de um qualquer terminal, como exemplo smartphone, tablet, laptop ou desktop.
O objetivo da arquitetura baseada num sistema local é permitir aos utilizadores que não possuam acesso á internet e/ou não pretendam armazenar a informação proveniente do Hardware de Controlo na cloud, a possibilidade de ainda assim controlarem o sistema por intermédio de um qualquer terminal, como exemplo smartphone, tablet, laptop ou desktop, desde que conectado á rede local (habitação). Nesta arquitetura o Hardware de Controlo envia assim a informação para um servidor local, sendo esses dados armazenados e acedidos localmente, ou seja, na mesma rede.
(6) Fonte de Alimentação
A fonte de alimentação é responsável pelo fornecimento de energia, tanto ao circuito de aquecimento (por ação da eletrónica de potência) como ao circuito de comtrolo - Hardware de Controlo (por intermédio do regulador de tensão) . A fonte de alimentação só é usada quando se pretende alimentar o circuito de aquecimento com uma tensão elétrica de 12V/24V com uma corrente adaptada ás necessidades desse circuito. Caso se opte por ligar esse circuito diretamente á rede elétrica, o recurso a uma fonte de alimentação já não se coloca. Esta fonte é do tipo linear ou comutado. A fonte comutada é o tipo preferencial para aplicação neste sistema, uma vez que possui um volume inferior (para a mesma potência) e permite ainda aumentar a eficiência energética, comparativamente com uma fonte linear. Ao nível dos fabricantes (como exemplo o fabricante TRACO Power), o leque de escolha é bastante diversificado, e portanto, independentemente desse fabricante, deverá ser aplicada uma fonte passível de ser aplicada em calha DIN, com vista a facilitar a instalação da fonte no quadro elétrico do sistema.
(7) Regulação de Tensão
O estágio de regulação de tensão é responsável por manter a tensão elétrica de saída constante e estabilizada, mesmo quando há variações de tensão na rede elétrica ou é solicitada mais corrente á fonte. Este estágio está diretamente relacionado com o Hardware de Controlo, o qual, devido ás suas características necessita de ser alimentado com uma tensão elétrica regulada entre os 2,5V-3,3V. Atendendo ainda ao facto do fornecimento de energia ser proveniente diretamente da rede elétrica - CA ou por intermédio de fonte de alimentação (12V ou 24V) CC, consoante o método de fornecimento de energia selecionado para o circuito de aquecimento, este estágio tem ainda a função de realizar: uma conversão CA-CC (como exemplo utilizando conversores do fabricante TRACO Power ou XP Power), preferencialmente deverão ser utilizados os da TRACO Power - considerando a ligação á rede elétrica; uma conversão CC-CC, baseada em regulador de tensão linear ou comutado, preferencialmente deverão ser utilizados os do tipo comutado do fabricante XP Power, tecnologia esta com vista ao aumento da eficiência energética do sistema.
Em termos de lógica de funcionamento (Fig. 5), o Hardware de Controlo comporta-se da seguinte forma: uma vez ligado á rede elétrica, o dispositivo realiza o boot, isto é, conecta-se ao servidor (local ou cloud) com vista a descarregar todas as configurações necessárias ao eu funcionamento, definidas pelo configurador e/ou utilizador. Uma vez realizado o processo de boot, com base nas configurações definidas pelo configurador do sistema, o dispositivo verifica de 15 em 15 seg (exemplo - parâmetro configurável) a temperatura e/ou humidade, e com base nos limites de temperatura definidos pelo utilizador, o dispositivo comanda o atuador para ligar ou desligar, caso o valor monitorizado se encontre abaixo ou acima dos valores limite, respetivamente. Para além deste procedimento, os dados monitorizados (temperatura e/ou humidade) são enviados para o servidor (local ou cloud), para posterior análise por parte do utilizador. A cadência com que os dados são enviados para o servidor é definida pelo utilizador, existindo ainda a possibilidade de realizar a monitorização instantânea on-demand.
Paralelamente aos procedimentos apresentados, é ainda executado: o procedimento de verificação dos dados de configuração (para atualização interna dos níveis de controlo) , a verificação do status do sistema de aquecimento e verificação de anomalias ao nível do controlo no aquecimento, se a temperatura não está a variar como esperado, é emitido um alerta indicando uma anomalia ao nível da atuação no circuito de aquecimento, outro exemplo, no caso de existir um curto-circuito no circuito de aquecimento é emitido um alerta indicando anomalia no circuito de alimentação. As anomalias são enviadas diretamente para o servidor, imediatamente após a sua deteção (por push), sendo que no caso de um curto-circuito ou anomalia na alimentação do circuito de aquecimento, o sistema ficará em standby até que seja realizada uma intervenção técnica seguida de um reboot ao sistema (Fig.4).
O sistema, nomeadamente o Hardware de Controlo, dispõe de uma API (Application Programming Interface), na qual são disponibilizados serviços para permitir a interação com esse hardware, possibilitando o desenvolvimento de software de controlo por parte de uma entidade externa que pretenda interagir com o sistema. Ao disponibilizar um conjunto de métodos, é possível aceder a funcionalidades específicas do hardware, potenciando o desenvolvimento de aplicações personalizadas de acordo com os requisitos de cada utilizador. O documento descreve os vários serviços necessários para o desenvolvimento de aplicações capazes de interagir com o sistema. No documento são descritos os métodos, o fluxo de dados de input e output, bem como a especificação do protocolo de comunicação com o Hardware.
A API tem a seguinte nomenclatura:
Tipo de serviço [output] nome_do_metodo (input);
Na documentação é descrito o objetivo do método, tipo de método a que pertence, ou seja, se é um serviço de configuração, leitura ou status, o tipo de retorno de dados (output) e a entrada de dados (input). Através da documentação da API é possível a qualquer programador consultar, compreender os serviços e desenvolver uma aplicação que possa interagir com o Hardware de Controlo.
Na Fig. 5 é apresentada a arquitetura lógica da API.
Integração dos sistemas no betão
A integração dos sistemas de aquecimento e de gestão ativa pode ser efetuado de várias formas, a saber:
No caso de aplicação direta em peça de betão (parede/pavimento); a betonagem será normalmente faseada em betonagem da parede exterior e interior. Durante a preparação da betonagem da parede interior, os sistemas de aquecimento são introduzidos no interior da cofragem, devidamente posicionadas com auxilio de espaçadores em betão, e fixas por sistemas de molas ou similar ás armaduras, de forma a assegurar a sua estabilidade e posicionamento durante a betonagem. Será objetivo que estes sistemas de aquecimento sejam colocadas tão perto da superfície quanto o possível, normalmente a menos de 2cm. O betão deve ser introduzido gradualmente com cuidado de forma a não danificar os circuitos e peças acessórias. Deverão ser previstos nas peças para colocação das caixas de ligação e assemblagem em pontos estratégicos previamente definidos em projeto. A peça é então betonada com betão de acabamento á vista ou para revestimento, de elevada capacidade térmica, com ou sem adição de PCMs em função do dimensionamento. A face exterior é betonada normalmente e deve incorporar o isolamento térmico, quando especificado, ou ser executada com betão com propriedades isolantes térmicas conforme já referido.
- No caso de prefabricação de placas, a betonagem é faseada por camadas; numa primeira camada é colocado o betão com maior capacidade térmica sendo os sistemas de aquecimento introduzidos sob esta camada, seguindo-se o betão isolante/refletivo. Estas peças poderão oferecer um acabamento em face á vista com efeitos arquitetónicos. Serão deixados negativos nestas peças de forma a assegurar a colocação dos acessórios.
-Finalmente estas placas poderão constituir elementos cons trutivos finais de piso e parede ou serem elas próprias elementos para embutir que funcionem como encapsulamento do sistema, assegurando assim uma maior robustez, facilidade de aplicação e eficiência do sistema, pois estes elementos em placas podem ser distribuídos ao longo de paredes e pavimentos, assemblados em conjunto e revestidos com cama das finais de acabamento de piso e parede, permanecendo assim embutidos ou á vista consoante o que se pretenda, minimizando erros da sua colocação e betonagem in situ.
Materiais para maximização do desempenho
Para o cumprimento da funcionalidade de acumulador do calor gerado pelos sistemas de aquecimento integrados no betão, foram usados PCMs orgânicos - parafinas e inorgânicos - sais hidratados - com transições sólidolíquido na gama de temperaturas pretendida para a invenção descrita neste pedido. A gama de temperaturas foi definida tendo em vista a funcionalidade de acumulação do calor gerado pelo sistema de aquecimento integrado, no sentido de potenciar/prolongar o seu efeito. A definição da gama de temperaturas está relacionada com as temperaturas pretendidas no meio envolvente. De acordo com o descrito para o sistema eletrónico de controlo associado aos sistemas de aquecimento, a aplicação de tensão elétrica ao circuito de aquecimento será interrompida quando se atingir a temperatura máxima definida para manutenção da temperatura de conforto no meio envolvente. A aplicação da tensão é restabelecida quando a temperatura atingir o valor mínimo definido. Desta forma, a mudança de fase do PCM incorporado deve ocorrer entre os valores máximo e mínimo definidos. Preferencialmente, a temperatura de transição deve estar perto do limite inferior, no sentido de maximizar o tempo de acumulação do calor gerado. Na ausência de PCMs, o tempo de ausência de tensão elétrica aplicado ao circuito de aquecimento corresponde ao tempo que a superfície de betão demora a atingir a temperatura mínima definida e depende, em grande parte, da inércia térmica associada ao betão. Com a incorporação de PCMs, o tempo de ausência de aplicação da tensão elétrica irá aumentar, uma vez que os materiais de mudança de fase irão libertar gradualmente o calor acumulado anteriormente, mantendo a superfície do material cimentício dentro da gama de temperaturas definida durante mais tempo. Desta forma, conseguir-se-á aumentar o tempo de arrefecimento da superfície de betão, isto é, o tempo que demora a atingir a temperatura mínima, e, consequentemente, o tempo de ausência de aplicação de tensão elétrica no circuito, a que corresponde uma importante redução do consumo e uma melhoria significativa do sistema (cerca de 1 a 2%) . A incorporação de PCMs nas condições descritas permitirá, assim, não só potenciar o efeito de aquecimento nos sistemas de aquecimento integrados, na medida em que aumenta o período de tempo em que se obtem uma temperatura á superfície do betão dentro da gama pretendida, como também contribuir significativamente para a eficiência energética do sistema, devido ao aumento do período de tempo em que a aplicação de tensão elétrica está inativa.
Para o sistema descrito e com base no exposto acima, o PCM incorporado deverá ter uma temperatura de transição entre os valores 25 e 40 °C, e preferencialmente entre 29 e 34 °C.
Ao nível dos PCMs orgânicos, podem ser alguns compostos químicos orgânicos, como o ácido cáprico e a parafina C19, e algumas misturas eutéticas orgânicas como a mistura de 62,6% ácido láurico com 37,4% ácido mirístico, e a mistura de 64% ácido láurico com 36% ácido palmítico. Podem, também, ser usados PCMs orgânicos comerciais, com temperaturas de transição de fase dentro da gama pretendida para o sistema descrito, incluindo PCMs Micronal da BASF, produtos parafínicos da gama RT da Rubitherm, PCMs orgânicos da gama A da Phase Change Material Products, PCMs da Microtek, entre outros.
No que respeita aos PCMs inorgânicos, existem diversos exemplos de sais hidratados adequados, como o brometo de cálcio hexahidratado, sulfato de sódio decahidratado, carbonato de sódio decahidratado, cloreto de cálcio hexa-hidratado, nitrato de lítio trihidratado, entre outros.
Adicionalmente podem ser usadas misturas eutéticas com este tipo de compostos: 60% acetato de sódio trihidratado + 40% ureia, 67% nitrato de cálcio tetrahidratado + 33% nitrato de magnésio hexahidratado, entre outras. Á semelhança dos PCMs orgânicos, existem algumas soluções comerciais que contemplam também PCMs inorgânicos. A Rubitherm e a Phase Change Material Products são exemplo de empresas que têm disponíveis na sua gama de produtos sais hidratados adequados para a aplicação pretendida.
No que diz respeito à técnica de incorporação de PCMs no material cimentício destacado na invenção deste pedido, podem ser consideradas as seguintes: incorporação direta de PCMs microencapsulados, aplicação de filmes poliméricos contendo PCMs microencapsulados, aplicação de PCMs macroencapsulados numa placa plástica, e incorporação de grânulos de PCM estabilizado. Preferencialmente, a incorporação deve ser realizada por incorporação direta de PCMs microencapsulados ou por incorporação de grânulos de PCM estabilizado, pois permitem uma aplicação mais expedita em obra.
Ainda referente à aplicação do PCM no material cimentício, é fundamental a incorporação ocorrer ao nível da superfície interior do betão (Fig. 6), no sentido de se maximizar o efeito de libertação de calor por parte do PCM na zona onde se pretende que o efeito seja sentido.
A invenção descrita incluiu ainda materiais conhecidos pela sua refletividade ao infravermelho, que permitirá refletir o calor emitido pelo sistema de aquecimento para a face da placa de betão que se pretende aquecer.
Como substratos refletivos poderão considerar-se todos os materiais (filmes poliméricos, estruturas têxteis) existentes no mercado com este tipo de propriedades ou outros - substratos rígidos ou flexíveis - que se entendam de maior facilidade para incorporação no betão. Estes materiais são nesta invenção metalizados com recurso a tecnologias conhecidas para este tipo de funcionalização. Numa das abordagens, a metalização é efetuada numa câmara de vácuo, num sistema rolo-a-rolo, que permite a deposição de uma camada fina de alumínio á superfície do substrato. A emissividade destes materiais é determinada e definida como a mais baixa possível para maximização do efeito desejado. Os materiais aqui aplicados apresentam emissividade na gama de valores entre 0,1 e 0,3.
Estes materiais estão localizados no betão o mais próximo possível da face da placa que não se pretende aquecer e afastada do sistema de aquecimento impresso (Fig. 6), de forma a minimizar a condução de calor. A distância á superfície deve estar compreendida entre os 5 mm e 1 cm, do sistema de aquecimento e na face do betão que não se pretende aquecer de forma a minimizar a condução do calor para o exterior e maximizar a sua refletividade.
É ainda parte integrante desta invenção a utilização de argamassa/betão com boas propriedades em termos de isolamento térmico na face do betão mais afastada da superfície da parede e/ou pavimento (Fig. 6), nomeadamente betão, micro-betão ou argamassas com incorporação de agregados leves como seja a cortiça, EPS, vidro expandido, argila expandida ou outros, que assegurem por um lado o isolamento máximo na fronteira interior/exterior e que maximizem a eficiência dos sistemas de aquecimento reduzindo as perdas térmicas e maximizem a irradiação para o interior.
Esta integração de materiais de mudança de fase, refletivos e isolantes térmicos apresenta uma mais-valia para o produto aqui descrito, uma vez que promove a sua eficiência energética e maximiza a sua funcionalidade de forma passiva, isto é sem consumo ativo de energia. Esta maximização da funcionalidade do betão com gestão ativa de energia descrito neste pedido permite reduções no consumo de energia associada a sistemas para aquecimento de edifícios entre os 5% e os 10%.
Questões relacionadas com a estética da parede/pavimento dos edifícios onde este betão seja integrado, também são tidas em consideração no produto aqui descrito. No processo de fabrico destes betões podem conseguir-se acabamentos artísticos e arquitetónicos, coloração e texturas diversas que tornam o seu aspeto decorativo e agradável, facilitando a sua integração sem danos nas estruturas existentes e acrescentando valor estético ás mesmas. A integração destes elementos impercetíveis em construção nova e na reabilitação pode também fazer-se por embebição, permitindo evitar os sistemas de aquecimento atuais maximizando o espaço disponível e tornando os espaços mais adequados ás arquiteturas/decorações minimalistas tão em voga.
Quando em placas pré-fabricadas de betão com gestão ativa de energia para embeber em paredes e pavimentos, as dimensões podem ser variadas em função da potência de aquecimento pretendida e do dimensionamento necessário para que a mesma seja autoportante. Estas dimensões são definidas de forma a facilitar a sua integração em obra por qualquer recurso não especializado, fomentando assim a sua aplicação imediata.
Nas extremidades destas peças/unidades de betão são colocados conectores que permitem ligar as peças entre si, o que permite que apenas uma destas peças faça a ligação á alimentação elétrica (Fig. 7), facilitando a integração de sistemas complexos compostos por um maior número de zonas de aquecimento, quer do ponto de vista de facilidade de integração quer do ponto de vista estético.
As conexões entre as peças/unidades comtemplam as ligações para alimentação dos sistemas de aquecimento e para comunicação dos sensores de temperatura e/ou humidade com a unidade central de comunicação, integrada numa das peças. Dependendo da aplicação, os conectores a serem utilizados cumprem com os seguintes requisitos: estanquicidade, capacidade de conduzir correntes elétricas elevadas, bom isolamento electroestático, fácil encaixe para facilitar a colocação da sensorização e aquecimento integrados.
Exemplos
Exemplo 1 - Cálculo do tempo da rampa de aquecimento no betão
Neste exemplo é considerado um sistema com as seguintes características:
- rampa de aquecimento de 15 a 32 °C;
- potência dos sistemas de aquecimento = 150 W/m2;
betão com 1 cm de espessura entre o sistema de aquecimento e a superfície da peça de betão
Em função das características dos circuitos de aquecimento e das propriedades térmicas do betão, determinou-se que o tempo necessário para a rampa inicial de aquecimento (de 15 a 32 °C) é neste caso cerca de 40 minutos.
Exemplo 2 - Cálculo do calor libertado pelos sistemas de aquecimento durante o seu período ativo
Neste exemplo é considerado um sistema com as seguintes características:
gama de temperaturas (em que a aplicação de tensão elétrica ao circuito de aquecimento está ativa) de 32 a 40 °C;
- potência dos sistemas de aquecimento = 150 W/m2;
- o tempo de aquecimento dos 32 °C aos 40 °C, á superfície da placa de betão, é de 19 minutos. Este valor foi definido em função das características dos sistemas de aquecimento e das propriedades térmicas do betão.
Com estes dados, é possível calcular a energia radiante por metro quadrado libertada pelos circuitos de aquecimento durante o período de tempo considerado. O valor obtido foi de 171 kJ/m2.
Exemplo 3 - Incorporação de um PCM microencapsulado comercial
Neste exemplo, foi usado um PCM microencapsulado comercial, com temperatura de fusão de cerca de 32 °C e uma capacidade de armazenamento térmico de 130 kJ/kg.
A quantidade de PCM incorporada é calculada de forma a ser possível a absorção de 50% do calor gerado pelo sistema de aquecimento. Desta forma, para uma placa com área de 1 m2, tem-se que o PCM deve absorver 85,5 kJ de energia térmica durante o período de tempo referido, isto é, durante o tempo em que os sistemas de aquecimento estão a libertar calor.
Neste seguimento e sabendo a capacidade de armazenamento de energia do PCM descrito, é possível determinar a quantidade de PCM necessária para absorver 50% do calor
| gerado | e libertado | pelos sistemas | de | aquecimento. | Verifi- | |
| cou-se, | assim, | que | deverão ser | incorporados na | mistura | |
| cimenticia cerca de | 650 g/m2 de PCM | • | ||||
| Dado | que | o PCM deverá | ser | colocado na | camada |
superficial da placa de betão, considera-se que o PCM será incorporado numa camada de betão com 1 cm de espessura. Tendo em consideração um valor médio de massa volúmica para um betão convencional de 2300 kg/m3, para uma placa de betão com dimensões de 0,01x1x1 m, tem-se cerca de 23 kg de betão.
Desta forma, a percentagem de PCM incorporada nesta camada de betão foi de 2,8%.
Exemplo 4 - Eficiência das peças de betão com sistemas de aquecimento integrados
Neste exemplo foi integrado o sistema de aquecimento numa peça de betão e esta foi avaliada em simulação de uso com recurso a um sistema de monitorização de temperatura.
A peça de betão foi colocada no interior de uma câmara climática, de forma a avaliar a sua eficiência em simulação de uso. A temperatura no exterior foi controlada e fixada a 5 °C.
Foram colocados vários sensores de temperatura ao longo de toda a câmara climática de forma a monitorizar a distribuição de temperatura, sendo que um deles foi colocado na superfície da peça de betão. Cerca de 20 minutos após a ativação do sistema, a temperatura á superfície do betão estabilizou nos 25 °C e no interior da câmara climática nos 15 °C.
Breve descrição das figuras
| Para | uma | mais | fácil | compreensão do | produto |
| juntam-se em | anexo | as | figuras | que ilustram | todas as |
| componentes do | betão | com | gestão ativa de energia | descritas |
neste pedido.
Para além do referenciado na secção Descrição deste pedido de patente, em relação às figuras poderá acrescentar-se a seguinte informação.
A Figura 1 ilustra o diagrama de blocos representativo do sistema eletrónico de controlo e monitorização dos sistemas de aquecimento, constituído por 8 estágios:
1- Sensorização
2- Condicionamento de sinal
3- Processamento e controlo
4- Eletrónica de potência
5- Interface com o exterior
6- Fonte de alimentação
7- Regulação de tensão
8- Sistemas de aquecimento
Todos estes estágios são descritos em pormenor neste pedido de patente.
A Figura 2 ilustra a arquitetura do servidor local, que está descrita no estágio de comunicação com o exterior neste pedido de patente.
A Figura 3 ilustra a arquitetura do servidor cloud, que está descrita no estágio de comunicação com o exterior neste pedido de patente.
A Figura 4 ilustra o diagrama da lógica de funcionamento (firmware) do sistema de controlo e monitorização eletrónico.
Na Figura 5 está esquematizada a arquitetura lógica da API (Application Programming Interface).
A Figura 6 ilustra uma realização preferencial para a peça de betão com gestão ativa de energia, constituida por:
- betão com PCMs;
- sistema de aquecimento, que poderá compreender os sistemas de aquecimento apresentadas na Figura 1, impressas em substratos flexiveis e/ou rigidos. Acoplado a este sistema de aquecimento está a eletrónica para monitorização e controlo do funcionamento dos sistemas de aquecimento e respetivos sensores de temperatura e humidade;
- materiais com propriedades de reflexão ao infravermelho (IV) ;
- betão com propriedades de isolamento térmico melhoradas.
| A Figura 7 representa como será efetuada | a conexão | das | ||
| várias placas | de betão com | gestão ativa de | energia, | para |
| construção de | uma parede ou | pavimento: | ||
| 1- Conexão | placa-a-placa | que pode ser | efetuada | por |
conectores;
2- Alimentação elétrica;
3- Banda de aquecimento.
A Figura 8 ilustra as aplicações do betão com gestão ativa de energia descrito neste invento:
- parede;
- pavimentos;
- peças pré-fabricadas para embutir ou ficarem à vista.
Claims (12)
- REIVINDICAÇÕES1. Sistema para gestão ativa de energia em paredes e/ou pavimentos de betão, caracterizado por compreender:- sistemas de aquecimento impressos que compreendem:circuitos de aquecimento impressos integrados em peças de betão no processo de betonagem;- circuitos de aquecimento impressos, que são impressos na superfície de peças de betão ou revestimentos cimentícios;- um sistema eletrónico de monitorização e controlo do ambiente envolvente e dos circuitos de aquecimento impressos, que é integrado no betão;- materiais de elevada refletividade e de mudança de fase;- estrutura de parede de betão onde é aproveitado o calor gerado pelos referidos sistemas de aquecimento impressos.
- 2. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os circuitos de aquecimento impressos serem compostos por materiais metálicos e/ou não metálicos e/ou compósitos, utilizados como condutores de corrente e como sistemas resistivos, estando os valores de potência elétrica destes circuitos de aquecimento impressos compreendidos entre 50 e 300 W/m2. 3
- 3. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os materiais que compõe os circuitos de aquecimento impressos serem impressos por serigrafia e/ou rotogravura e/ou impressão a jato de tinta, em sistemas de rolo a rolo e/ou folha a folha em substratos flexíveis, rigidos ou a superfície do betão.
- 4. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por os circuitos de aquecimento impressos em betão apresentarem pistas impressas com comprimentos que variam entre os 50 e os 3000 mm, largura com valores compreendidos entre 2,5 e 20 mm, e espessura compreendida entre os 10 e os 200 pm.
- 5. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por os referidos circuitos de aquecimento impressos serem impressos diretamente na superfície da peça de betão, sendo a superfície de betão previamente revestida com tintas/formulações impermeabilizantes, ou outras de forma que a rugosidade superficial da peça de betão não deva ser superior a 0,5 mm e a porosidade no vazio deve ser inferior a 10%.
- 6. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os referidos circuitos de aquecimento impressos serem laminados e/ou revestidos com diferentes materiais após a sua impressão.
- 7. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por integrar materiais isolantes térmicos, colocados em áreas específicas do betão.
- 8. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os materiais isolantes térmicos serem revestimentos cimenticios à base de cortiça e outros agregados leves e serem aplicados sobre superfícies exteriores.
- 9. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o betão apresentar elevada compacidade com porosidade inferior a 10 % e consequentemente elevada inércia térmica e capacidade térmica irradiante, devendo esta topologia de betão ficar localizada na face voltada para o interior da referida estrutura de parede de betão.
- 10. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema eletrónico de monitorização e controlo do ambiente ser constituído por:- módulo de sensorização compreendendo sensores de temperatura e humidade relativa) (1);- módulo de condicionamento de sinal (2);- módulo de processamento e controlo (3);- módulo de potência (4);- módulo de interface com o exterior compreendendo meios de comunicação (5);- fonte de alimentação (6);- módulo de regulação de tensão (7); e- um invólucro para integração do sistema, sendo que constituindo os referidos módulos (de sensorização (1), módulo de condicionamento de sinal (2), módulo de processamento e controlo (3), módulo de potência (4), módulo de interface com o exterior (5) e module de regulação de tensão (7) compõem o Hardware de Controlo, sendo este Hardware de Controlo integrado no interior da estrutura de parede de betão, ficando posicionado entre a fonte de alimentação e o circuito de aquecimento impresso, regulando assim a potência para aquecimento e/ou a energia fornecida.
- 11. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os materiais de mudança de fase serem incorporados nos materiais cimenticios para acumulação de calor gerado pelos circuitos de aquecimento e liberta-lo quando os circuitos estão inativos (desligados); sendo a incorporação realizada ao nível da superfície do betão voltada para o interior do edifício; e tendo os materiais de mudança de fase incorporados uma temperatura de transição entre 25 °C e 40 °C.
- 12. Sistema para gestão ativa de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os materiais de elevada refletividade, serem substratos rígidos ou flexíveis entre outros os filmes poliméricos e estruturas têxteis metalizadas por técnicas como metalização por vácuo em sistemas rolo-a-rolo ou outros, integrados no betão durante o processo de betonagem e serem dispostos a um distância entre 5 mm e 1 cm de qualquer um dos referidos sistemas de aquecimento impressos, tendo estes materiais uma emissividade térmica compreendida entre os 0,1 e os 0,3.
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|---|---|---|---|---|
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| CN112782021B (zh) * | 2020-12-31 | 2024-03-26 | 深圳精达宇科技有限公司 | 智能扫地机器人清扫部件全自动测试设备及其控制方法 |
| CN115324232B (zh) * | 2022-10-12 | 2023-01-31 | 河北工业大学 | 基于光谱自适应柔性相变凝胶材料的建筑节能墙体系统 |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3223825A (en) * | 1958-03-21 | 1965-12-14 | Chester I Williams | Electric grid floor heating system |
| DE1658436A1 (de) * | 1967-07-27 | 1971-04-15 | Basf Ag | Frostschutzschicht im Unterbau von Fahrbahnen |
| US3626149A (en) * | 1970-01-02 | 1971-12-07 | Superior Graphite Co | Thermally conductive concrete with heating means |
| US4259401A (en) * | 1976-08-10 | 1981-03-31 | The Southwall Corporation | Methods, apparatus, and compositions for storing heat for the heating and cooling of buildings |
| US4241782A (en) * | 1978-11-30 | 1980-12-30 | Schoenfelder James L | Heat storage system adapted for incongruently melting heat storage materials and congruently melting heat storage materials |
| IT8122713A0 (it) * | 1981-07-02 | 1981-07-02 | Danese Marco Nord Bitumi | Articolo isolante composito per la realizzazione di coperture prefabbricate. |
| US4747240A (en) | 1981-08-06 | 1988-05-31 | National Gypsum Company | Encapsulated PCM aggregate |
| US4564745A (en) * | 1984-02-24 | 1986-01-14 | Geant Entrepeneur Electrique Ltee | Pre-cast heating panel |
| US4899031A (en) * | 1988-11-14 | 1990-02-06 | David F. Dyer | Pulsed electrical heating of concrete |
| KR0142096B1 (ko) * | 1994-09-16 | 1998-07-01 | 최영택 | 축열식 겹구들 및 그 난방방법과 에너지저장방법 |
| US5755216A (en) | 1995-06-06 | 1998-05-26 | The University Of Dayton | Building products incorporating phase change materials and method of making same |
| GB9516866D0 (en) * | 1995-08-17 | 1995-10-18 | Flexel International Ltd | Improvements in or relating to flexible heating elements |
| US6054692A (en) * | 1997-06-25 | 2000-04-25 | Takehiko Hitomi | Heating device, heat storing type heat generating body and protective sheet for the heating device |
| DE19857493A1 (de) * | 1998-12-14 | 2000-06-15 | Heinrich Schuermann | Elektrische Heizungsanordnung zum Beheizen von Innenräumen mit einer als Heizwiderstand dienenden elektrisch leitfähigen Flächenbeschichtung |
| US6825444B1 (en) * | 1999-01-29 | 2004-11-30 | Board Of Regents Of University Of Nebraska | Heated bridge deck system and materials and method for constructing the same |
| WO2004108623A2 (en) * | 2003-06-04 | 2004-12-16 | Verline Inc. | A method and apparatus of curing concrete structures |
| US6943319B2 (en) * | 2003-11-12 | 2005-09-13 | Msx, Inc | Triaxial heating cable system |
| US7880121B2 (en) * | 2005-02-17 | 2011-02-01 | David Naylor | Modular radiant heating apparatus |
| DE102005015051A1 (de) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Ewald Dörken Ag | Flächenheizeinrichtung |
| US20100198414A1 (en) * | 2007-06-28 | 2010-08-05 | Kroll Steven C | Systems and methods for controlling interior climates |
| US20110188838A1 (en) * | 2008-05-30 | 2011-08-04 | Thermoceramix, Inc. | Radiant heating using heater coatings |
| US8306408B2 (en) * | 2008-05-30 | 2012-11-06 | Thermoceramix Inc. | Radiant heating using heater coatings |
| US20150264747A1 (en) * | 2008-05-30 | 2015-09-17 | Thermoceramix, Inc. | Radiant heating using heater coatings |
| US8288689B1 (en) * | 2008-09-02 | 2012-10-16 | Adelman Dean W | Radiant heating and cooling panel |
| US20110108758A1 (en) | 2009-01-20 | 2011-05-12 | Driscoll Joseph A | Method for Making Phase Change Aggregates From a Microencapsulated Phase Change Material Liquid Emulsion |
| EP2430878B1 (de) * | 2009-05-11 | 2022-07-20 | Wilhelm Zimmerer | Elektrische flächenheizeinrichtung und verfahren sowie baustoff zu deren herstellung |
| WO2011071402A1 (pt) | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Universidade De Aveiro | Argamassas contendo microcápsulas de materiais de mudança de fase, processo para a sua preparação e sua utili zação |
| CA2806020A1 (en) | 2010-07-20 | 2012-01-26 | University Of Houston | Self-heating concrete using carbon nanofiber paper |
| US9315710B2 (en) | 2010-09-01 | 2016-04-19 | Reg Synthetic Fuels, Llc | Plastic phase change material and articles made therefrom |
| US8070876B1 (en) | 2011-05-05 | 2011-12-06 | Haihong Jiang | Fireproof insulating cementitious foam comprising phase change materials |
| GB2493013A (en) * | 2011-07-21 | 2013-01-23 | Chandru Ray | Electric heating system assembly comprising a thermally conductive panel and a heating wire |
| KR101192718B1 (ko) * | 2012-01-31 | 2012-10-18 | 이원목 | 마이크로캡슐상의 상변화물질을 함유한 건설토목재료 및 그 제조방법 |
| EP2884818B1 (en) | 2012-08-08 | 2023-06-07 | CENTITVC - Centro de Nanotecnologia e Materiais Tecnicos, Funcionais e Inteligentes | Heating device, respective printing and using methods |
| US9829202B2 (en) * | 2012-09-11 | 2017-11-28 | University of Alaska Anchorage | Systems and methods for heating concrete structures |
| US8532815B1 (en) * | 2012-09-25 | 2013-09-10 | Romeo Ilarian Ciuperca | Method for electronic temperature controlled curing of concrete and accelerating concrete maturity or equivalent age of concrete structures and objects |
| CN103306396A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-09-18 | 际宇嚞(厦门)材料科技有限公司 | 一种墙体智能保温围护结构 |
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