WO2013011163A1 - Cubierta-captador solar térmico para edificios y similares - Google Patents

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    • E04B7/22—Roofs consisting of self-supporting slabs, e.g. able to be loaded the slabs having insulating properties, e.g. laminated with layers of insulating material
    • E04B7/225—Roofs consisting of self-supporting slabs, e.g. able to be loaded the slabs having insulating properties, e.g. laminated with layers of insulating material the slabs having non-structural supports for roofing materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Definitions

  • the present invention relates to a roof, specifically a modular roof for buildings, and other similar roofs, which, in addition to fulfilling their function as such a roof, fulfills the function of solar thermal collector, when using roof tiles transparent glass under which a solar energy collector is placed.
  • the object of the invention is to achieve a high level of architectural integration, which also combines two functional elements into one, with the consequent savings in both energy and construction materials.
  • said collector cover in addition to being modular, allows at all times to travel on it, both during and after its installation, which makes its assembly quick, safe and simple, facilitating subsequent Maintenance and repair operations.
  • the visible elements on the roof of the building are the solar panels, so it is quite complicated to integrate these panels aesthetically or architecturally in the rest of the building, which often leads to an aspect that leaves Much to be desired.
  • said solar collector cover adopts a modular structuring, based on an indeterminate number of inter-coupling modules in a sealed manner both longitudinally and transversely, in each of which an insulating nature plate participates of high density, of dimensions according to the size provided for the module, plate to which they are fixed superiorly and with the collaboration of screws a plurality of uniformly distributed transverse plates, which are complemented with a plurality of small plates located on the face bottom of said insulating plate, located in correspondence with each of the fixing screws and acting as washers that allow adequate tightening of the screws without unwanted deformations on the insulating plate, although said plate could have a sandwich-like structure , with a central and majority core of insulating material, and two sheets upper and lower metallic nature.
  • a series of strips arranged in parallel, of the same or similar material as the insulating plate, are placed on the said plates, strips that leave spaces for respective tubes corresponding to the hydraulic circuit of the collector, tubes that end at their ends in respective collectors, all of this associated with a solar absorber located on the aforementioned transverse strips and also fixed by means of screws to the intermediate plates.
  • racks are placed to which the roof tiles are fixed, of a transparent nature, with the collaboration of clips located in correspondence with the lower waves of the tiles.
  • the insulating plates have their stepped edges to achieve a tongue and groove coupling between modules that avoids the existence of fissures or grooves through which thermal bridges could occur.
  • the said rails consist of corrugated metal profiles that are also fixed to the metal plates of the collector cover, with the same fixing screws of the solar absorber.
  • Figure 1. Shows, according to a general plan view, a solar cover-collector for buildings, made in accordance with the object of the present invention.
  • Figure 2. Shows a profile of the insulating plate dimensionally coincident with the module.
  • Figure 3. Shows, according to a partial perspective view, the insulating plate of the previous figure together with the transverse plates and fixing caps for said plate with its corresponding screws.
  • Figure 4 shows a representation similar to that of Figure 3, in which the insulating strips perpendicular to the plates of the previous figure have been incorporated into the latter.
  • Figure 5. Shows a cross-sectional detail of the assembly represented in the previous figure, to which the hydraulic circuit tubes have been incorporated, with their corresponding collectors and the solar absorber.
  • Figure 6 shows a representation similar to that of Figure 5, in which the battens have also been incorporated.
  • Figure 7.- Shows again a representation similar to that of Figures 5 and 6, but in which the cover-collector appears complete, that is to say after receiving the transparent tiles.
  • the solar cover-sensor that the invention proposes is constituted from an insulating plate (1), of dimensions in accordance with the modularity provided for the cover, of high density, for example based of a derived from polyurethane, with tongue and groove coupling means (2) at its edges that ensure perfect continuity in the coplanar coupling between plates or modules, both longitudinally and transversely, to avoid the possible existence of thermal bridges.
  • the plate (1) receives from its upper face a stiffening structure materialized in a plurality of parallel plates (3) that are fixed to the plate (1) with the collaboration of screws (4), through from the lower face of the latter. last, where small plates (5) are crossed by the aforementioned screws (4) and in function of large support washers on the plate (1).
  • the insulating plate has a sandwich configuration, in which a central core of high density insulating material participates, to which both upper and lower steel sheets are adhered to in the manufacturing process, on which to screw the rest of the elements that are necessary and that participate in the roof.
  • a plurality of strips (6) of insulating material preferably of the same high density insulator as the plate (1), insulating strips (6) that are perpendicular to the plates (3) are placed on this assembly.

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Abstract

La invención se refiere a una cubierta modular para edificios, que además de cumplir su función como tal cubierta, cumple la función de captador solar térmico, proporcionando un alto nivel de integración arquitectónica, que combina además dos elementos funcionales en uno solo, con el consecuente ahorro tanto energético como en materiales de construcción. Para ello, está constituida por una placa de naturaleza aislante de alta densidad, dimensionalmente acorde con el tamaño previsto para el módulo, situándose sobre la misma una serie de tiras paralelas a las mismas y del mismo o similar material que la placa aislante, tiras que dejan entre si espacios para la ubicación de respectivos tubos correspondientes a un circuito hidráulico, rematados por sus extremos en los respectivos colectores y asociados a un absorbedor solar, el cual se fija también mediante tornillos a las pletinas intermedias, situándose sobre dicho absorbedor rastreles a los que se fijan las tejas de la cubierta, de naturaleza transparente, con la colaboración de clips situados en correspondencia con las ondas inferiores de las tejas.

Description

CUBIERTA-CAPTADOR SOLAR TÉRMICO PARA EDIFICIOS Y
SIMILARES
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una cubierta, concretamente a una cubierta modular para edificios, y otro tipo de cubiertas similares, que además de cumplir su función como tal cubierta, cumple la función de captador solar térmico, al utilizar tejas de vidrio transparente bajo las que se sitúa un colector de energía solar.
El objeto de la invención es conseguir un alto nivel de integración arquitectónica, que combina además dos elementos funcionales en uno solo, con el consecuente ahorro tanto energético como en materiales de construcción.
Es también objeto de la invención que la citada cubierta captador, además de ser modular, permita en todo momento transitar sobre ella, tanto durante, como después de su instalación, lo que hace que su montaje resulte rápido, seguro y sencillo, facilitando las posteriores operaciones de mantenimiento y lo reparación.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La búsqueda del aprovechamiento de las energías renovables, ha llevado a la instalación de paneles solares sobre las cubiertas de los edificios, de manera que éstos últimos resulten total o parcialmente autosuficientes desde el punto de vista energético.
Existen diferentes soluciones estructurales y funcionales para los citados paneles solares, pero todos ellos presentan como denominador común el hecho de que incorporan soportes a través de los que se fijan a la cubierta, de manera que tales paneles cumplen exclusivamente una función de captadores energéticos, pero carecen de una función de cubierta propiamente dicha y lo que es mas, en muchas ocasiones las fijaciones de los paneles a la cubierta traen consigo problemas de estanqueidad en ésta última.
Consecuentemente a los costos de una cubierta convencional hay que añadir además el costo complementario de los paneles solares y su instalación, y de mantenimiento de la estanqueidad de la cubierta.
Como se desprende de lo anteriormente expuesto, los elementos visibles en la cubierta del edificio son los paneles solares, de manera que resulta bastante complicado integrar estética o arquitectónicamente dichos paneles en el resto del edificio, lo que trae consigo en muchas ocasiones un aspecto que deja mucho que desear.
Existen antecedentes que combinan tejas transparentes, como por ejemplo tejas de vidrio, con los captadores solares, pero las soluciones conocidas no generan un único elemento compacto por el que se pueda transitar, tratándose de sistemas despiezados en donde los diferentes elementos integrantes de los mismos se ensamblan sobre una cubierta. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La cubierta-captador para edificios que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en los diferentes aspectos comentados.
Para ello de forma mas concreta, dicha cubierta-captador solar adopta una estructuración modular, a base de un número indeterminado de módulos interacoplables de manera estanca tanto en sentido longitudinal como en sentido transversal, en cada uno de los cuales participa una placa de naturaleza aislante de alta densidad, de dimensiones acordes con el tamaño previsto para el módulo, placa a la que se fijan superiormente y con la colaboración de tornillos una pluralidad de pletinas transversales, uniformemente distribuidas, que se complementan con una pluralidad de pequeñas chapas situadas en la cara inferior de la citada placa aislante, situadas en correspondencia con cada uno de los tornillos de fijación y actuando a modo de arandelas que permiten el adecuado apriete de los tornillos sin deformaciones indeseadas en la placa aislante, si bien dicha placa podría presentar una estructura tipo sándwich, con un núcleo central y mayoritario de material aislante, y sendas láminas superior e inferior de naturaleza metálica.
Sobre las citadas pletinas se sitúa una serie de tiras dispuestas paralelamente, del mismo o similar material que la placa aislante, tiras que dejan entre sí espacios para respectivos tubos correspondientes al circuito hidráulico del captador, tubos que se rematan por sus extremos en respectivos colectores, todo ello asociado a un absorbedor solar situado sobre las citadas tiras transversales y fijado igualmente mediante tornillos a las pletinas intermedias. Sobre el citado absorbedor se sitúan rastreles a los que se fijan las tejas de la cubierta, de naturaleza transparente, con la colaboración de clips situados en correspondencia con las ondas inferiores de las tejas.
Para asegurar la continuidad del efecto aislante de la cubierta- captador, se ha previsto que las placas aislantes presenten sus bordes escalonados para conseguir un acoplamiento machihembrado entre módulos que evite la existencia de fisuras o ranuras a través de las que pudieran producirse puentes térmicos.
Los citados rastreles consisten en perfiles metálicos acanalados que se fijan igualmente a las pletinas metálicas de la cubierta- captador, con los mismos tornillos de fijación del absorbedor solar.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra, según una vista general en planta, una cubierta-captador solar para edificios, realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención. La figura 2.- Muestra un perfil de la placa aislante dimensionalmente coincidente con el módulo.
La figura 3.- Muestra, según una vista parcial en perspectiva, la placa aislante de la figura anterior conjuntamente con las pletinas transversales y las tapas de fijación para dicha placa con sus correspondientes tornillos.
La figura 4.- Muestra una representación similar a la de la figura 3, en la que se han incorporado a ésta última las tiras aislantes perpendiculares a las pletinas de la figura anterior.
La figura 5.- Muestra un detalle en sección transversal del conjunto representado en la figura anterior, al que se han incorporado los tubos del circuito hidráulico, con sus correspondientes colectores y el absorbedor solar.
La figura 6.- Muestra una representación similar a la de la figura 5, en la que se han incorporado además los rastreles. La figura 7.- Muestra nuevamente una representación similar a la de las figuras 5 y 6, pero en la que la cubierta-captador aparece completa, es decir tras recibir las tejas transparentes.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como la cubierta-captador solar que la invención propone está constituida a partir de una placa aislante (1), de dimensiones acordes con la modularidad prevista para la cubierta, de alta densidad, por ejemplo a base de un derivado del poliuretano, con medios de acoplamiento machiembrado (2) en sus bordes que aseguran una perfecta continuidad en el acoplamiento coplanario entre placas o módulos, tanto en sentido longitudinal como en sentido transversal, para evitar la posible existencia de puentes térmicos.
Opcionalmente, la placa (1) recibe por su cara superior una estructura rigidizadora materializada en una pluralidad de pletinas paralelas (3) que se fijan a la placa (1) con la colaboración de tornillos (4), pasantes desde la cara inferior de ésta última, donde se sitúan pequeñas chapas (5) atravesadas por los citados tornillos (4) y en funciones de grandes arandelas de apoyo sobre la placa (1).
Una solución equivalente, y más sencilla, es que la placa aislante presente una configuración tipo sándwich, en la que participa un núcleo central de material aislante de alta densidad, a que quedan adheridos en el proceso de fabricación sendas láminas superior e inferior de acero, sobre las que atornillar el resto de elementos que sean necesarios y que participan en la cubierta. En cualquiera de los dos casos, sobre este conjunto se sitúan una pluralidad de tiras (6) de material aislante, preferentemente del mismo aislante de alta densidad que la placa (1), tiras aislantes (6) que resultan perpendiculares a las pletinas (3), es decir en sentido longitudinal, y que dejan entre sí espacios (7) donde quedan ubicados los tubos (8) pertenecientes al circuito hidráulico, que es extienden entre una pareja de colectores extremos (9), situándose sobre este conjunto el absorbedor solar (10), dimensionalmente acorde con la placa (1).
La estructura descrita se complementa con una serie de rastreles transversales (11), que con la colaboración de otro juego de tornillos (12) se fijan a las pletinas metálicas (3), fijando simultáneamente al absorbedor (10) y a las tiras aislantes (6), tal como se observa especialmente en la figura 6. Finalmente sobre los rastreles (11) y debidamente fijadas a los mismos, se sitúan las tejas transparentes (13) que apoyan sobre los rastreles (11) y que se fijan a los mismos con la colaboración de clips (14), a cuyo efecto dichos rastreles (11) adoptan una configuración acanalada, recibiendo a través de una de sus ramas a los tornillos (12), concretamente a través de su rama inferior, mientras que a través de su rama superior reciben a los clips (14) de fijación de las tejas (13).
Solo resta señalar, por último, que las citadas tejas (13) están asistidas por una tira selladora entre ellas, para evitar pérdidas energéticas, bien por convención o por efecto del viento, mejorando así la estanqueidad del sistema y la conservación de limpieza en el interior del módulo.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
I a.- Cubierta-captador solar térmico para edificios y similares, que adoptando una estructuración modular y repetitiva, se caracteriza porque está constituida por una placa de naturaleza aislante de alta densidad, dimensionalmente acorde con el tamaño previsto para el módulo, situándose sobre la misma una serie de tiras paralelas a las mismas y del mismo o similar material que la placa aislante, tiras que dejan entre si espacios para la ubicación de respectivos tubos correspondientes a un circuito hidráulico, rematados por sus extremos en los respectivos colectores y asociados a un absorbedor solar, el cual se fija también mediante tornillos a las pletinas intermedias, situándose sobre dicho absorbedor rastreles a los que se fijan las tejas de la cubierta, de naturaleza transparente, con la colaboración de clips situados en correspondencia con las ondas inferiores de las tejas.
2a.- Cubierta-captador solar térmico para edificios y similares, según reivindicación I a, caracterizada porque entre la placa aislante y las tiras longitudinales aislantes se fijan mediante tornillos a dicha placa aislante una pluralidad de pletinas transversales, uniformemente distribuidas, situadas sobre la cara superior de dicha placa, mientras que sobre la cara inferior de la misma se sitúan pequeñas chapas en correspondencia con los correspondientes tornillos de fijación. 3a.- Cubierta-captador solar térmico para edificios y similares, según reivindicación I a, caracterizada porque la placa aislante está constituida a partir de un panel tipo sándwich, en el que se establece un núcleo central de aislante de alta densidad, al que quedan adheridas sendas láminas superior e inferior de acero. 4a.- Cubierta-captador solar térmico para edificios y similares, según reivindicación 1, caracterizada porque la placa aislante presenta sus bordes debidamente configurados para determinar un acoplamiento machihembrado entre módulos, es decir con las placas que la rodean.
5a.- Cubierta-captador solar térmico para edificios y similares, según reivindicación 1, caracterizada porque los rastreles se materializan en perfiles metálicos acanalados, es decir lateralmente abiertos, que se fijan a las pletinas metálicas con los mismos tornillos de fijación del absorbedor solar.
6a.- Cubierta-captador solar térmico para edificios y similares, según reivindicación 1, caracterizada porque los clips o grapas de fijación de las tejas se sitúan en correspondencia con el extremo mas bajo de las mismas y actúan sobre la rama superior de los rastreles.
7a.- Cubierta-captador solar térmico para edificios y similares, según reivindicación 1, caracterizada porque las tejas se interacoplan entre si de forma estanca mediante tiras selladoras.
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