WO2006125840A1 - Baldosa acumuladora de calor - Google Patents

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WO2006125840A1
WO2006125840A1 PCT/ES2006/000285 ES2006000285W WO2006125840A1 WO 2006125840 A1 WO2006125840 A1 WO 2006125840A1 ES 2006000285 W ES2006000285 W ES 2006000285W WO 2006125840 A1 WO2006125840 A1 WO 2006125840A1
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Alfonso GARCÍA SANTOS
Javier NEILA GONZÁLEZ
Estefanía CAAMAÑO MARTÍN
Miguel Ángel EGIDO AGUILERA
Javier JIMÉNEZ LEUBE
Luis Magdalena Layos
César BEDOYA FRUTOS
José Miguel GÓMEZ OSUNA
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Universidad Politécnica de Madrid
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00—Flooring
    • E04F15/02—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • Heat accumulators Construction materials Ceramic tiles.
  • the way to have energy, either in the form of heat or cold, in times of need, is to accumulate it. This will not only allow the adequate distribution of energy throughout the periods of consumption, but will also prevent the thermal shock that occurs during collection times, as you can occur in a room designed to capture solar energy that, not being able to accumulate it, will reach temperatures much higher than those of well-being at the hours in which it is receiving it.
  • the accumulation represents, even today, the pending subject of all energy practices as there are not enough insulating devices available that allow prolonged accumulations or flexible techniques for extracting that energy.
  • Interstate accumulation that is, accumulating surpluses from summer to transfer them to winter, is only applied occasionally, and with poor results.
  • Energy accumulation systems can be classified as follows:
  • thermo systems are divided into two options:
  • thermal energy The most elementary way to accumulate thermal energy is by heating some substance. The energy that will accumulate will depend on the substance used and the temperature range that is established before and after the process.
  • the accumulation capacity of a body is a function of its volume, its density and its specific heat.
  • the first of the factors is the easiest to understand. You have to bring more energy to a mountain than to a handful of its land to raise its temperature by one degree.
  • the second does not pose big problems either. If we remove the air that contains a substance by compressing it, we will increase its density and the amount of energy needed to heat it will be equally greater than that necessary to heat the same volume of that substance but spongy.
  • the third concept is the most complex, since it refers to the ability of matter to accumulate energy in its unit of mass.
  • This capacity which is called specific heat, is variable, and ranges from the maximum water value, 4.18 kJ / kg- ° C (1 kcal / kg- ° C), up to lower values such as 0.13 kJ / kg- ° C (0.03 kcal / kg- ° C) for lead, 0.92 kJ / kg - ° C (0.22 kcal / kg- ° C) for concrete or 1.25 kJ / kg- ° C (0.30 kcal / kg- ° C) for solid rock.
  • thermal mass of the body. Quantitatively the effect of thermal mass is obtained by multiplying the mass by the specific heat (c e ). In turn, the mass is the product value of the volume (V) by the density (p):
  • the amount of thermal energy stored also depends on the temperature range, not so much on the accumulation range, as on the extraction range.
  • the accumulated thermal energy usable will be:
  • ⁇ T is the difference between body temperature before and after energy extraction. It can match the accumulated energy, but not necessarily.
  • the most suitable substances to accumulate thermal energy are the fluids, since in them, thanks to the convection that is established within it, the heat is distributed evenly, without excessive surface heating, thus reducing losses.
  • water is the most suitable, due to its density, but above all because of its high specific heat;
  • fluids with the highest boiling point such as oils, are used.
  • the incorporation of liquid masses in a building, in order to heat them is very complex, and only very well designed devices will allow their integration. To accumulate on solids it is necessary that solar radiation directly affects them, or that hot air surrounds them easily. If they are to be heated directly with radiation, the exposed surfaces must have a high absorption coefficient. It is also necessary that its heating rate is high, since solar phenomena are brief.
  • a suitable way to accumulate in solids is to use them in fragmented form, gravel, rubble, etc., and circulate air through them.
  • the pieces should be relatively small, between 2 and 5 cm in diameter, so that they can be fully heated, without leaving a cold inner heart, which would only take place.
  • the granulometry of the pieces should be as uniform as possible; if they were pieces of different sizes, the small ones would fill the space left between them, and would not allow air to pass through. For everything, it seems that the gravel rolled represents the best option.
  • the second mechanism used to accumulate thermal energy is latent. This system is much less used in. Architectural applications that accumulate sensitively, but their accumulation capacity is much greater. It is based on causing the change of state of a substance, from solid to liquid, to accumulate heat, and from liquid to solid, to recover it.
  • latent heat of state change variable according to the substance, which will be the accumulated energy is necessary. Once the substance has been liquefied, it can continue to heat and accumulate energy in the form of sensible heat. For the system to be effective, it is necessary that the change of state occurs at a constant temperature, within the working range of the collection system. If we are going to use it in a passive solar energy system, which we want to accumulate from 35 0 C, the substance will have to change state at that temperature. If we are going to use it in a solar collector system, we can use other substances that change state at 50 or 60 0 C.
  • the patent tile contains a base in the form of a container or container in which a heat accumulating substance is introduced.
  • the tile can be of any conductive material, non-porous, suitable for floors; that is, it can be made of vitrified, stone, hydraulic, metallic or glass ceramic material. Thermal resistance of the tiles:
  • the tiles must transmit the heat or cold they receive without significant obstacles to, or from the substances accumulated inside them to the room; Therefore, they must have a low thermal resistance:
  • Thermal diffusivity of the tiles The tiles must accumulate the energy they receive, solar radiation or fresh air mattress, very quickly to avoid losses that involve maintaining energy in the air, so they must have a high thermal diffusivity:
  • the tile must ensure rapid heat transfer.
  • the incorporated base must be of a material preferably conductive, hermetic and that remains unchanged in contact with the substance of change of state. Its shape must be that of a small container or container that will be closed superiorly and in which the substance capable of changing state is introduced. It must ensure total tightness with respect to the outside and, at the same time, must allow its filling through at least two holes or perforations that can be subsequently closed with some type of plug.
  • the tile and base will be joined by an unalterable adhesive
  • a substance capable of changing state under controlled conditions is introduced inside the base. It will be a pure substance or a eutectic mixture, that is, it will change state at a constant temperature and suitable for the conditioning of living spaces.
  • the amount of substance is indifferent to the purpose pursued: the introduction of a small amount will also produce accumulation of energy in it, although the greater the amount of substance, the greater the accumulation will occur.
  • the substance will be in contact with the tile, so it must be of a non-porous material and compatible with that substance.
  • night ventilation which consists of a mass of cold air at low speed, once it penetrates the window, due to its greater density with respect to hot air, tends to move towards the ground, depositing itself as a light mattress on the pavement.
  • the heat storage tiles will form, supported by plots, a technical floor of the living space, and therefore will be affected by the heat and cold of the environment.
  • Figure 1 represents the tile supported on plots where (1) is the tile, (2) the base in the form of a container or container that includes the substance capable of changing state and (3) are the plugs of the holes or holes to introduce the substance.
  • the tile can be as follows:
  • the substance that we will introduce inside the metal container will be, in any case, an eutectic mixture
  • the temperature of state change which coincides with that of well-being, will be in the preferred embodiment of 23 0 C.
  • Insufficient ratio defrosting of the substances will occur until they are completely liquefied, exceeding 23 0 C.
  • Sufficient ratio a mixture of solid to liquid will remain in the base, and therefore 23 0 C. will remain.

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Abstract

La presente invención consiste en una baldosa acumuladora de calor basada en la energía de cambio de estado de una sustancia situada en su interior. Se trata de una baldosa que incorpora en su parte inferior una base en forma de recipiente o contenedor cóncavo donde puede depositarse la sustancia acumuladora en una cantidad adecuada, formando una unidad indivisible. Dicha sustancia, al pasar de sólido a líquido, acumula calor, y al pasar de líquido a sólido, lo cede, contribuyendo así a mantener una temperatura constante en el interior de los locales delimitados por el paramento horizontal.

Description

Baldosa acumuladora de calor
SECTOR TÉCNICO AL QUE SE REFIERE LA INVENCIÓN
Acumuladores de calor. Materiales de construcción. Baldosas cerámicas.
Sustancias de cambio de estado.
Pavimentos.
Energías renovables.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
En los planteamientos bioclimáticos se trabaja con fenómenos climáticos, caracterizados por su enorme variabilidad temporal y por una irregularidad no controlable. Por ejemplo, el Sol sólo luce unas horas al día y con intensidades variables, hay días nublados que no permiten las captaciones durante las mañanas, el viento no siempre responde a la dirección y velocidad habitual, etc.
Por todo ello, resulta imposible asumir estrategias de acondicionamiento que pretendan funcionar exclusivamente en los momentos en los que el fenómeno climático sea favorable. Si fuera así no tendríamos calor durante la noche, ni en los días nublados, ni frescor cuando no sople el viento.
La forma de disponer de energía, ya sea en forma de calor o de frío, en los momentos de necesidad, es acumulándola. Esto no sólo permitirá repartir adecuadamente la energía a lo largo de los períodos de consumo, sino que evitará el golpe térmico que se produce en los momentos de captación, como puede ocurrir en una habitación diseñada para captar energía solar que, al no ser capaz de acumularla, alcanzará temperaturas muy superiores a las de bienestar a las horas en las que la está recibiendo.
La acumulación representa, aún hoy en día, la asignatura pendiente de todas las prácticas energéticas al no haber disponibles dispositivos suficientemente aislantes que permitan acumulaciones prolongadas ni técnicas flexibles de extracción de esa energía. La acumulación interestacional, es decir, acumular los excedentes del verano para trasladarlos al invierno, sólo se aplica ocasionalmente, y con pobres resultados.
A pesar de ello, la naturaleza nos muestra constantemente las diferentes formas que utiliza para acumular la energía solar, fundamento de la vida sobre el planeta. Básicamente, la acumula en forma térmica calentando los diferentes cuerpos, las tierras y las aguas. Pero también la acumula en forma de materia orgánica, de biomasa y, por tanto, en toda la materia vegetal que crece gracias a la fotosíntesis. También se acumula en forma de calor latente, cuando evapora masas de agua y se forman las nubes, y en energía potencial, cuando la deposita, en forma líquida o sólida sobre las montañas. Lo hace también en forma de energía cinética, al producir viento. Finalmente, también se acumula en forma de energía química, cuando interviene en los procesos de transformación de los gases atmosféricos.
Todas estas estrategias de acumulación han servido de ejemplo para el hombre. Algunos de los sistemas empleados serán aplicables a la arquitectura y a los sistemas bioclimáticos, mientras que otros sólo tendrán aplicaciones para acumular la energía producida en las grandes centrales. Los sistemas de acumulación de energía se pueden clasificar del modo siguiente:
- Sistemas térmicos - Sistemas químicos
- Sistemas mecánicos - Sistemas en forma de gases combustibles
- Sistemas electromagnéticos
De todos ellos, los únicos aplicables a la arquitectura bioclimática son los térmicos, dado que también es térmica la energía que se desea acumular y emplear. Los sistemas térmicos se dividen a su vez en dos opciones:
- Sistemas térmicos en forma de calor sensible
- Sistemas térmicos en forma de calor latente
Sistemas térmicos en forma de calor sensible
La forma más elemental de acumular energía térmica es calentando alguna sustancia. La energía que se acumulará dependerá de la sustancia empleada y del rango de temperaturas que se establece antes y después del proceso.
La capacidad de acumulación de un cuerpo es función de su volumen, de su densidad y de su calor específico.
El primero de los factores es el más sencillo de comprender. Hay que aportar más energía a una montaña que a un puñado de su tierra para elevar en un grado su temperatura.
El segundo tampoco plantea grandes problemas. Si eliminamos el aire que contiene una sustancia comprimiéndola, elevaremos su densidad y la cantidad de energía necesaria para calentarla será igualmente superior a la necesaria para calentar el mismo volumen de esa sustancia pero esponjada.
El tercer concepto es el más complejo, pues se refiere a la capacidad que tiene la materia para acumular energía en su unidad de masa. Esta capacidad, que se denomina calor específico, es variable, y va desde el valor máximo del agua, 4,18 kJ/kg-°C (1 kcal/kg-°C), hasta valores menores como 0,13 kJ/kg-°C (0,03 kcal/kg-°C) para el plomo, 0,92 kJ/kg-°C (0,22 kcal/kg-°C) para el hormigón ó 1,25 kJ/kg-°C (0,30 kcal/kg-°C) para la roca sólida.
El efecto conjunto de estos tres parámetros nos da la capacidad térmica, o masa térmica, del cuerpo. Cuantitativamente el efecto de la masa térmica se obtiene multiplicando la masa por el calor específico (ce). A su vez, la masa es el valor del producto del volumen (V) por la densidad (p):
Figure imgf000006_0001
La cantidad de energía térmica almacenada depende también del rango de temperaturas, no tanto del rango de acumulación, como del rango de extracción. La energía térmica acumulada aprovechable será:
Q= mt-ΔT= V-p-ce-ΔT
donde ΔT es la diferencia entre la temperatura del cuerpo antes y después de la extracción de la energía. Puede coincidir con la energía acumulada, pero no necesariamente.
Las sustancias más adecuadas para acumular energía térmica son los fluidos, ya que en ellos, gracias a la convección que se establece en su seno, el calor se distribuye uniformemente, sin calentamientos superficiales excesivos, reduciendo, de este modo, las pérdidas. De entre todos los fluidos, el más adecuado es el agua, por su densidad, pero sobre todo por su alto calor específico; cuando en ciertas aplicaciones térmicas de alta temperatura se quiere acumular en líquidos, se recurre a fluidos con el punto de ebullición más alto, como los aceites. No obstante, la incorporación de masas líquidas en un edificio, con el objeto de calentarlas, resulta muy complejo, y únicamente permitirán su integración los dispositivos muy bien diseñados. Para acumular sobre los sólidos es necesario que la radiación solar incida directamente sobre ellos, o que el aire caliente los rodee con facilidad. Si se van a calentar directamente con la radiación, es preciso que las superficies expuestas tengan un coeficiente de absorción elevado. También es necesario que su velocidad de calentamiento sea alta, ya que los fenómenos solares son breves.
Una forma adecuada de acumular en los sólidos es emplearlos en forma fragmentada, grava, cascote, etc., y hacer circular aire a través de ellos. Las piezas deben ser relativamente pequeñas, entre 2 y 5 cm de diámetro, para que se puedan calentar en su totalidad, sin dejar un corazón interior frío, que sólo ocuparía lugar. La granulometría de las piezas debe ser lo más uniforme posible; si fueran piezas de distinto tamaño, las pequeñas colmatarían el espacio que dejan entre ellas las grandes, y no permitirían el paso del aire. Por todo, parece que la grava rodada representa la opción mej or.
Sistemas térmicos en forma de calor latente
El segundo mecanismo empleado para acumular energía térmica es en forma latente. Este sistema es mucho menos empleado en. aplicaciones arquitectónicas que la acumulación en forma sensible, pero su capacidad de acumulación es mucho mayor. Se basa en provocar el cambio de estado de una sustancia, de sólido a líquido, para acumular calor, y de líquido a sólido, para recuperarlo.
Para los procesos de cambio de estado es necesaria una energía, denominada calor latente de cambio de estado, variable según la sustancia, que será la energía acumulada. Una vez licuada la sustancia se puede seguir calentando y acumulando energía en forma de calor sensible. Para que resulte eficaz el sistema, es necesario que el cambio de estado se produzca a una temperatura constante, dentro del rango de trabajo del sistema de captación. Si lo vamos a emplear en un sistema pasivo de energía solar, que queremos que acumule a partir de los 35 0C, la sustancia tendrá que cambiar de estado a esa temperatura. Si lo vamos a emplear en un sistema de colectores solares, podremos recurrir a otras sustancias que cambien de estado a 50 ó 60 0C.
La ventaja de estos sistemas, con relación a los que se basan en el puro calentamiento, es que una sustancia que ha cambiado de estado a 35 0C pierde menos energía en un entorno a 200C, que otra que se ha calentado a 70 0C.
Para que el cuerpo cambie de estado a una temperatura fija debe ser una sustancia pura. No obstante, se pueden crear mezclas artificiales, con calores latentes más elevados y con la temperatura de cambio de estado también fija y ajustada a necesidades concretas, si se cuidan las proporciones correctamente; es lo que se denominan mezclas eutécticas.
Estas sustancias aseguran las cargas y descargas de energía a una temperatura constante, que puede prefijarse como la de bienestar, a diferencia de las sustancias que acumulan calor en forma sensible que según descargan la energía varían su temperatura.
Hasta el momento no existen baldosas de acumulación de calor similares o parecidos a la baldosa objeto de patente.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
La baldosa objeto de patente contiene una base en forma de recipiente o contenedor en la que se introduce una sustancia acumuladora de calor.
La baldosa puede ser de cualquier material conductor, no poroso, apto para pavimentos; es decir, puede ser de un material cerámico vitrificado, pétreo, hidráulico, metálico o vidrio. Resistencia térmica de las baldosas:
Las baldosas deben transmitir el calor o frío que reciban sin obstáculos significativos a, o desde las sustancias acumuladas en su interior hacia la habitación; por ello deben tener una resistencia térmica baja:
- R < 0,30xl0'3 m2-°C/W donde "R" es la resistencia térmica
Difusividad térmica de las baldosas: Las baldosas deben acumular la energía que reciban, radiación solar o colchón de aire fresco, a gran rapidez para evitar las pérdidas que suponen mantener la energía en el aire, por ello deben tener una difusividad térmica elevada:
- a > 0,56x106 m2/s.
donde "a" es las difusividad térmica
En todo caso, la baldosa debe asegurar una rápida transmisión de calor.
La base incorporada debe ser de un material preferentemente conductor, hermético y que permanezca inalterable en contacto con la sustancia de cambio de estado. Su forma debe ser la de un pequeño recipiente o contenedor que se cerrará superiormente y en la que se introduce la sustancia susceptible de cambio de estado. Debe asegurar una total hermeticidad con respeto al exterior y, al mismo tiempo, debe permitir su llenado a través de al menos dos huecos o perforaciones que puedan cerrarse posteriormente con algún tipo de tapón.
Capacidad de acumulación del contenedor Debe ser capaz de contener suficiente sustancia como para acumular toda la energía que reciba. Si es escasa cambiará completamente de estado y posteriormente comenzará a calentarse/enfriarse sensiblemente, perdiendo parte del interés de los sistemas de cambio de estado, descargar a temperatura constante. Por ello debe asegurarse una cantidad de sustancia mínima, que dependerá de la energía que pueda acumularse. Esta última dependerá del lugar, de la irradiancia solar, de la temperatura nocturna del aire, de las cargas internas, etc:
" Espesor > 10 mm por cada 2x106 J/m2 de energía a acumular.
La baldosa y la base irán unidas mediante un adhesivo inalterable
En el interior de la base se introduce una sustancia susceptible de cambiar de estado en condiciones controladas. Será una sustancia pura o una mezcla eutéctica, es decir, que cambiará de estado a una temperatura constante y adecuada para el acondicionamiento de espacios habitables. La cantidad de sustancia es indiferente para el fin que se persigue: la introducción de una pequeña cantidad también producirá acumulación de energía en ella, si bien a mayor cantidad de sustancia, mayor acumulación se producirá.
La sustancia estará en contacto con la baldosa, por ello ésta debe ser de un material no poroso y compatible con dicha sustancia.
La acumulación de cualquier tipo de energía renovable dentro de un edificio resulta muy compleja. Las formas clásicas de energías aprovechables en un edificio son la radiación solar para el calentamiento en invierno, y la ventilación nocturna en verano.
Ambos fenómenos están vinculados a las ventanas, por lo que es más fácil acumular la energía, calor o frío, cerca de ella. En el caso concreto de la radiación, debido a la inclinación de los rayos solares, la incidencia natural es en el suelo, por tanto, el punto más eficaz para acumular la energía solar es el pavimento. Generalmente la acumulación en forma de calor sensible en los forjados es escasa y prácticamente nula cuando se emplean recubrimientos de madera, ya que tienen un lentísimo calentamiento.
De igual modo la ventilación nocturna, que consiste en una masa de aire frío a baja velocidad, una vez que penetra por la ventana, debido a su mayor densidad con respecto al aire caliente, tiende a desplazarse hacia el suelo depositándose como un ligero colchón sobre el pavimento.
Una vez que el fenómeno se ha producido, ya sea la incidencia de la radiación solar o el colchón de aire frío se inicia el proceso de acumulación de la energía que transportan.
Las baldosas acumuladoras de calor formarán, apoyadas en plots, un suelo técnico del espacio habitable, y por tanto se verá afectado por el calor y frío del entorno.
Si estamos en condiciones de invierno y las sustancias susceptibles de cambiar de estado situadas en el pavimento se encuentran congeladas, es decir a una temperatura inferior a la de cambio de estado, que coincide con la de bienestar, el calor del sol comenzará a descongelar las sustancias, pudiéndose producir dos situaciones:
Si la relación de la masa de sustancias susceptibles de cambiar de estado con respecto a la energía es insuficiente, entonces se producirá la descongelación de las sustancias hasta su licuación total, y posteriormente se superará la temperatura de bienestar.
Si dicha relación es suficiente, entonces permanecerá una mezcla de sólido a líquido en la base, y por tanto se mantendrá a la temperatura de bienestar.
Si estamos en condiciones de verano, ocurrirá el efecto contrario. En este caso, las sustancias de cambio de estado situadas en el pavimento se encuentran en estado líquido, es decir a una temperatura superior a la de cambio de estado, que coincide con la de bienestar; el frío del aire nocturno comenzará a congelar las sustancias, pudiéndose también producir dos situaciones:
Si la relación de la masa de sustancias susceptibles de cambiar de estado con respecto a la energía es insuficiente, entonces se producirá una solidificación total de la sustancia, no alcanzado la temperatura de bienestar.
Si dicha relación es suficiente, entonces permanecerá una mezcla de sólido a líquido en la base, y por tanto se mantendrá la temperatura de bienestar.
A lo largo del resto del día la sustancia realizará el proceso contrario cediendo la energía acumulada siempre a la temperatura de cambio de estado, que hemos hecho coincidir con la de bienestar.
Si, en condiciones de verano, el suelo técnico nos permite introducir el aire de ventilación nocturno por debajo de las baldosas, el proceso de congelación y acumulación de frío será mucho más eficaz.
Si, en condiciones de invierno, el suelo técnico nos permite introducir el aire de la habitación por debajo de las baldosas no solamente se acumulará el calor de la energía solar sino también las cargas internas de la habitación.
Si, una vez cargadas de energía las baldosas, el suelo técnico permite hacer recircular el aire de la habitación por debajo, la recuperación de la energía será mucho más eficaz y rápida. DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La figura 1 representa la baldosa apoyada sobre unos plots donde (1) es la baldosa, (2) la base en forma de recipiente o contenedor que incluye la sustancia susceptible de cambiar de estado y (3) son los tapones de los orificios o huecos para introducir la sustancia.
DESCRDPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERD3A
En una realización preferida, la baldosa puede ser como sigue:
Material: cerámico vitrificado o gres Dimensiones: 600 mm de ancho x 600 mm de largo Espesor: 5 mm
Base:
Material: metálico
Dimensiones: 600 mm de ancho x 600 mm de largo Espesor: 30 mm
La sustancia que introduciremos en el interior del contenedor metálico será, en todo caso, una mezcla eutéctica
La temperatura de cambio de estado, que coincide con la de bienestar, será en la realización preferida de 23 0C.
Por tanto, en condiciones de invierno en que las sustancias susceptibles de cambiar de estado situadas en el pavimento se encuentran congeladas, es decir a una temperatura inferior a 23 0C, el calor del sol comenzará a descongelar las sustancias, pudiéndose producir dos situaciones, en función de la relación de la masa con respecto a la energía:
Relación insuficiente: se producirá una descongelación de las sustancias hasta su licuación total superando los 23 0C. - Relación suficiente: permanecerá una mezcla de sólido a líquido en la base, y por tanto se mantendrán los 23 0C.
En verano las sustancias de cambio de estado situadas en el pavimento se encuentran en estado líquido, es decir a más de 23 0C; el frío del aire nocturno comenzará a congelar las sustancias, pudiéndose también producir dos situaciones según la relación indicada anteriormente:
- Relación insuficiente: solidificación total de la sustancia y por tanto temperatura inferior a 23 0C.
Relación suficiente: permanecerá una mezcla de sólido a líquido en la base y se mantendrá la temperatura a 23 0C.
APLICACIÓN INDUSTRIAL DE LA INVENCIÓN
La aplicación constructiva de la patente es evidente, al representar una de las unidades de obra fijas en cualquier construcción, aplicable básicamente a pavimentos técnicos o pavimentos flotantes.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Baldosa acumuladora de calor caracterizada porque es de un material conductor, no poroso, con una resistencia térmica menor que:
0,3OxIO-3 m2-°C/W y una difusividad térmica: a > 0,56x106 m2/s, que incorpora una base en forma de recipiente o contenedor cóncavo, hermético, de un material compatible con la sustancia susceptible de cambiar de estado que se situará en su interior, y de un espesor mayor que 10 mm por cada 2x106 J/m2 de energía a acumular, y una sustancia susceptible de cambiar de estado, que se introducirá en el interior de la base, y será una sustancia pura o mezcla eutéctica que cambiará de estado a una temperatura controlada.
2. Baldosa acumuladora de calor según reivindicación 1 caracterizada porque ésta puede ser de un material pétreo, hidráulico, metálico, vidrio, y será, en una realización preferida, cerámico vitrificado.
3. Baldosa acumuladora de calor según reivindicaciones 1 a 2 caracterizado porque la base es de un material conductor, preferentemente, metálico.
4. Baldosa acumuladora de calor según reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque la base se une a la baldosa mediante un adhesivo inalterable.
5. Baldosa acumuladora de calor según reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la base tiene al menos dos huecos o perforaciones que se cerrarán tras su llenado mediante tapón.
PCT/ES2006/000285 2005-05-25 2006-05-24 Baldosa acumuladora de calor WO2006125840A1 (es)

Applications Claiming Priority (2)

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