ES2345092A1 - Cerramiento para el control de las cargas termicas de edificios. - Google Patents
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Abstract
Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios que está formado por al menos un elemento de cerramiento fijado a la estructura del edificio, comprendiendo a su vez el elemento de cerramiento dos paneles (2) separados entre sí que están sellados perimetralmente componiendo una cámara (1) por la que circula un fluido. Adicionalmente, el cerramiento tiene un circuito complementario (9) por el que circula el fluido, y con el cual intercambia calor. El circuito complementario (9) conecta con la cámara (1) del elemento de cerramiento mediante conductos (5) de vaciado y llenado. La fijación del elemento de cerramiento a la estructura del edificio se realiza por medio de fijaciones puntuales (4), las cuales incorporan en su interior los conductos (5) de vaciado y llenado de la cámara (1) del elemento de cerramiento.
Description
Cerramiento para el control de las cargas
térmicas de edificios.
La presente invención pertenece al campo técnico
de la edificación, para obra nueva y rehabilitación de cualquier
tipo de edificio, y más concretamente a la aplicación de
cerramientos transparentes y translúcidos. En particular, la
invención se refiere a la climatización aplicada en cerramientos
transparentes y translúcidos de los edificios, consiguiendo que sean
estos cerramientos los que controlen la carga térmica, tanto del
exterior como del interior de dichos edificios, así como la
iluminación de la edificación, obteniéndose de esta forma un ahorro
energético y mejora de las condiciones de confort.
El uso incontrolado de acristalamientos en la
arquitectura contemporánea ha originado consumos excesivos de
energía tanto en invierno como en verano. Los acristalamientos
pueden producir esencialmente ganancias térmicas diurnas por
captación solar, beneficiosas en invierno pero indeseables en
verano, así como, falta de aislamiento, es decir, pérdidas térmicas
en los meses fríos.
Se han desarrollado cerramientos acristalados
que aumentan los valores de aislamiento térmico, incorporando capas
diversas como se describe en los documentos de patente FR2828509,
DE10034764, DE19829480, DE19847634.
El aumento de los valores de aislamiento del
acristalamiento a menudo redunda también en pérdidas de captación
solar.
Otro tipo de desarrollo de cerramientos
transparentes busca el cambio de propiedades frente a iluminación y
cargas térmicas mediante uno o varios fluidos o diferentes cortinas
integradas en el cerramiento, como se describe en los documentos de
patente US4347835, DE3716563, EP0402529, EP1367210, ES2158757,
US4347835, WO200604587, DE10351023, DE3716563, DE3818543,
WO9963195.
Otro grupo de acristalamientos utilizan un
fluido en circulación por la cámara, con objeto de actuar sobre las
cargas térmicas del edificio, como se describe en los documentos de
patente EP0075464, US4515150, DE19926343, DE4107943, ES2180444.
Finalmente en otros cerramientos se puede
controlar la iluminación natural del edificio mediante la
incorporación de una lámina electrocrómica, como se describe en los
documentos de patente DE10023765, US2005200935, WO2005076061,
US2005117193.
Es de especial relevancia el documento
ES2304871A1, por estar orientado directamente a la reducción del
consumo energético en los edificios. En dicha invención, la fijación
a la estructura, y los circuitos necesarios para la circulación y
variación térmica del fluido resultan complejos y poco eficientes,
así como el llenado y vaciado del circuito con el fluido, y el
control automatizado de la temperatura.
Era por tanto deseable un sistema que
consiguiera un control sencillo y eficiente de las cargas térmicas
de los edificios mediante la circulación de fluido por
acristalamientos, evitando los inconvenientes existentes en los
anteriores sistemas del estado de la técnica.
La presente invención resuelve los problemas
existentes en el estado de la técnica mediante un cerramiento para
el control de las cargas térmicas de edificios, que está formado por
al menos un elemento de cerramiento que se fija a la estructura del
edificio.
Estos elementos de cerramiento permiten realizar
todo tipo de cerramientos, principalmente transparentes o
translúcidos, tales como ventanas, balcones, invernaderos,
lucernarios, muros cortina acristalados, particiones interiores,
vitrinas, escaparates y expositores, tanto interiores como
exteriores.
Estos cerramientos principalmente van dispuestos
en vertical o inclinados, aunque también pueden ser dispuestos en
horizontal para su utilización en cubiertas acristaladas o falsos
techos en edificios.
El elemento de cerramiento tiene dos paneles
separados entre sí, de forma preferente mediante un separador
estanco, y sellados perimetralmente, que componen una cámara por la
que circula un fluido que controla las cargas térmicas del edificio,
calentando o enfriando éste según necesidades, mediante un adecuado
control de su propia temperatura. De este modo, en ciclo de invierno
el fluido cederá calor al interior como un radiador convencional.
Igualmente en ciclo de verano tomará calor del interior gracias a su
menor temperatura. Tanto en uno como en otro caso, el efecto del
acristalamiento dinámico permitirá reducir la demanda de calefacción
y de aire acondicionado y por lo tanto su consumo energético.
Para conseguir esto, el fluido circula
adicionalmente por un circuito complementario con el cual
intercambia el calor necesario para el calentamiento o enfriamiento
deseado. Este circuito está conectado con la cámara del elemento de
cerramiento mediante conductos de vaciado y llenado de ésta.
La fijación del elemento de cerramiento a la
estructura del edificio se realiza mediante fijaciones puntuales,
las cuales incorporan en su interior a los conductos de vaciado y
llenado de la cámara del elemento de cerramiento. Estas fijaciones
puntuales pueden ser pasantes a través de ambos paneles, sólo
pasantes a través de una de ellas, o pueden estar adheridas a una
ellas.
Preferentemente, el circuito complementario
tiene una bomba, la cual permite el vaciado y llenado, a través de
un conjunto de válvulas sencillas. Mediante estas válvulas el
circuito complementario se puede vaciar completamente para
aprovechar al máximo las características pasivas de captación solar
bioclimática del cerramiento transparente si su orientación es
correcta, lo que permite grandes ahorros energéticos sobre todo en
invierno.
Adicionalmente, el circuito tiene un radiador,
el cual reduce la temperatura del fluido cuando éste pasa por él, y
un termo-tanque que aumenta la temperatura del
fluido cuando éste pasa por dicho termo-tanque.
Un conjunto de válvulas de tres vías dirigen el
fluido al radiador o al termo-tanque, según se desee
reducir o aumentar la temperatura del fluido, dependiendo de las
necesidades de reducir o aumentar la temperatura del ambiente.
De acuerdo con una realización preferente de la
invención, este circuito complementario adicionalmente tiene un
sistema de captación solar térmica, el cual se conecta al
termo-tanque y le proporciona la energía necesaria
para el aumento de la temperatura del fluido, disponiéndose además
un disipador de calor que evita un sobrecalentamiento del circuito
complementario.
Adicionalmente, el circuito complementario puede
presentar un pilote geotérmico para proporcionar energía para el
aumento o disminución de temperatura del fluido, y una bomba de
calor para obtener la refrigeración o calentamiento, en caso de que
fuera necesario, del fluido.
Según diferentes realizaciones particulares, el
fluido circulante puede tener entre sus posibles diversos
componentes alcoholes, aceites, agua, y tener diferentes aditivos
tales como anticongelantes, bactericidas o fungicidas.
De forma preferente, el material utilizado para
los paneles del elemento de cerramiento suele ser transparente o
translúcido, como ciertos tipos de cristales o vidrios.
Para proporcionar un mayor aislamiento térmico
del exterior, evitando así pérdidas de energía, se utiliza doble
acristalamiento en los paneles exteriores, incluyendo en el interior
de este doble acristalamiento cámaras de aire, de vacío, o de gases
bajo emisivos.
De esta forma, además de proporcionar ventajas
calóricas en paneles exteriores, en cuanto a absorción de radiación
solar, al fluido se le pueden añadir colorantes que controlen la
luminosidad en el interior del edificio, como por ejemplo colorantes
fotosensibles.
Preferentemente, el cerramiento objeto de la
presente invención tiene un sistema de control domótico conectado al
circuito complementario, el cual controla de forma automática el
caudal y la temperatura del fluido en función de las condiciones
climáticas del exterior del edificio captadas por sensores, siendo
las válvulas en este caso servo-válvulas o
electro-válvulas. Este sistema de control domótico
puede estar conectado a un ordenador, o a un dispositivo móvil, para
que un usuario pueda realizar el control del caudal y temperatura
del fluido, y con ello de la temperatura ambiente.
A continuación, para facilitar la comprensión de
la invención, a modo ilustrativo pero no limitativo se describirá
una realización de la invención que hace referencia a una serie de
figuras.
La figura 1 es un esquema general del
cerramiento con su circuito complementario para circulación de
fluido, con control manual de éste
La figura 2 muestra de forma esquemática el
cerramiento de la figura 1, pero en este caso mediante un sistema de
control domótico.
La figura 3 es una sección transversal que
muestra una realización particular de las fijaciones puntuales del
elemento de cerramiento objeto de la presente invención.
La figura 4 es una sección transversal que
muestra una realización alternativa de las fijaciones puntuales del
elemento de cerramiento.
La figura 5 es una sección transversal que
muestra otra realización alternativa de las fijaciones puntuales del
elemento de cerramiento.
\vskip1.000000\baselineskip
En estas figuras se hace referencia a un
conjunto de elementos que son:
- 1.
- cámara del elemento de cerramiento
- 2.
- paneles del elemento de cerramiento
- 3.
- espaciador estanco del elemento de cerramiento
- 4.
- fijaciones puntuales del elemento de cerramiento a la estructura del edificio
- 5.
- conductos de vaciado y llenado
- 6.
- fijaciones puntuales pasantes de ambos paneles
- 7.
- fijaciones puntuales pasante de un único panel
- 8.
- fijaciones puntuales adheridas a un único panel
- 9.
- circuito complementario
- 10.
- bomba
- 11.
- válvulas de tres vías
- 12.
- radiador
- 13.
- termo-tanque
- 14.
- sistema de captación solar térmica
- 15.
- válvulas sencillas
- 16.
- sistema de control domótico
- 17.
- sensor de temperatura exterior
- 18.
- sensor de temperatura del agua
- 19.
- disipador de calor
- 20.
- ordenador
Tal y como se puede apreciar en las figuras, el
objeto de la presente invención es un cerramiento para el control de
las cargas térmicas de edificios, formado por al menos un elemento
de cerramiento que se fija a la estructura del edificio.
El elemento de cerramiento está formado por dos
paneles 2, que de forma preferente son transparentes o translúcidos,
separados entre sí por un espaciador estanco 3, y están sellados
perimetralmente, componiendo entre ambos una cámara 1, por la que
circula un fluido. Las figuras 3 a 5 muestran de forma clara el
elemento de cerramiento.
Como se puede observar en las figuras 1 y 2,
adicionalmente existe un circuito complementario 9 por el que
circula el fluido, y con el cual intercambia calor, que está
conectado a la cámara 1 del elemento de cerramiento mediante
conductos 5 de vaciado y llenado, como se aprecia con detalle en las
figuras 3 a 5.
La fijación del elemento de cerramiento a la
estructura del edificio se realiza mediante fijaciones puntuales 4,
las cuales incorporan en su interior los conductos 5 de vaciado y
llenado de la cámara 1, tal y como muestran las figuras 3 a 5. En
las figuras 3 a 5 se pueden observar tres realizaciones diferentes
de las fijaciones puntuales 4 del elemento de cerramiento a la
estructura del edificio. En la primera de ellas, en la figura 3, la
fijación del elemento de cerramiento se realiza mediante fijaciones
puntuales pasantes de ambos paneles 6. La figura 4 muestra una
segunda realización de la fijación del elemento de cerramiento a la
estructura, mediante fijaciones puntuales pasantes de un único panel
7. Por último, en la figura 5 se puede apreciar la tercera
realización de esta fijación, en este caso mediante fijaciones
puntuales adheridas a un único panel 8. En las figuras 3 a 5 las
flechas muestran la entrada y salida del fluido en la cámara del
elemento de cerramiento a través de los conductos 5 dispuestos en
las fijaciones puntuales 4.
De forma particular, los paneles 2 del elemento
de cerramiento de la presente invención se realizan en materiales
transparentes o translúcidos, que preferentemente consisten en
vidrios recocidos laminados de 4 mm de espesor que están sellados
perimetralmente a prueba de fugas de agua, y que albergan en su
interior una cámara de 12 mm de espesor, si bien estos paneles y la
cámara correspondiente pueden tener otros espesores distintos, o ser
de vidrio laminado, templado, o de otro material transparente o
translúcido, ya sea orgánico o inorgánico.
En el caso de cerramientos exteriores, el panel
2 del elemento de cerramiento que está en contacto con el exterior
está realizado preferiblemente en vidrio bajo emisivo, pudiendo
dicho panel estar compuesto de un acristalamiento doble con una
cámara interior de aire, vacío o gas bajo emisivo para aumentar el
aislamiento. Este panel 2 en contacto con el exterior puede estar
realizado en un vidrio inteligente seleccionado entre
electrocrómico, fotocrómico, termocrómico, gasocrómico, de cristal
líquido o de partículas en suspensión.
Las figuras 1 y 2 muestran con detalle el
circuito complementario 9 por el que circula el fluido para
intercambiar calor con éste y así poder variar su temperatura. En
este caso, el circuito complementario 9 tiene una bomba eléctrica 10
para el vaciado y llenado a través de un conjunto de válvulas
sencillas 15. En las figuras 1 y 2 se observa un radiador 12 para el
intercambio térmico con el fluido. Este radiador 12 toma calor del
fluido y reduce la temperatura de éste. Adicionalmente, existe un
termo-tanque 13 que proporciona calor al fluido
cuando pasa por éste, aumentando su temperatura. El fluido es
dirigido al radiador 12 o al termo-tanque 13,
mediante válvulas de tres vías 11, que pueden ser electroválvulas,
dependiendo de las necesidades de reducir o aumentar la temperatura
del fluido para reducir o aumentar la temperatura ambiente.
Las figuras 1 y 2 muestran una realización de la
presente invención en la que existe un sistema de captación solar
térmica 14 que se conecta al termo-tanque 13 y le
proporciona la energía necesaria para el calentamiento del fluido
que circula por éste. Además existe un disipador de calor 19
dispuesto en el circuito complementario 9 para evitar el
sobrecalentamiento de éste y los fallos que éste originaría.
De acuerdo con una realización particular, el
circuito complementario 9 puede presentar adicionalmente un pilote
geotérmico que suministra la energía necesaria para el aumento de
temperatura del fluido, sustituyendo al sistema de captación solar
térmica 14, y una bomba de calor para la refrigeración de dicho
fluido, que sustituiría al radiador 12. Eventualmente podrían
trabajar conjuntamente pilote geotérmico e instalación solar térmica
como así como también bomba de calor y radiador, sirviendo de apoyo
el uno al otro.
Preferentemente, para mejorar las
características del fluido, éste puede llevar aditivos
anticongelantes y aditivos bactericidas y fungicidas. De forma
particular, este fluido puede llevar entre sus componentes
alcoholes, aceites y agua.
Además, el fluido de forma preferente incorpora
colorantes, que pueden ser fotosensibles, y que junto con las
propiedades del vidrio de los paneles 2 del cerramiento controlan la
luminosidad en el interior del edificio.
La figura 2 muestra una realización particular
de la invención, que presenta un sistema de control domótico 16 que
se conecta al circuito complementario 9 para el control automático
del caudal y la temperatura del fluido en función de las condiciones
climáticas del exterior del edificio. Este sistema de control
domótico 16 está conectado a un ordenador para que el control de
caudal y temperatura del fluido se puedan realizar por parte de un
usuario.
En este caso, el sistema de control domótico 16
sería controlado mediante la pre-programación de
sensores de temperatura 17,18, de modo que en función de las
temperaturas registradas por el sensor de temperatura exterior 17, y
por el sensor de temperatura del agua 18, permita, la apertura o
cierre de las electroválvulas 11 y 15 y de la bomba 10.
Una vez descrita de forma clara la invención, se
hace constar que las realizaciones particulares anteriormente
descritas son susceptibles de modificaciones de detalle siempre que
no alteren el principio fundamental y la esencia de la
invención.
Claims (16)
-
\global\parskip0.930000\baselineskip
1. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios que comprende- -
- al menos un elemento de cerramiento fijado a la estructura del edificio, comprendiendo a su vez el elemento de cerramiento
- -
- dos paneles (2) separados entre sí y sellados perimetralmente que componen
- -
- una cámara (1), por la que circula
- -
- un fluido,
dicho cerramiento caracterizado porque- -
- el fluido circula adicionalmente por un circuito complementario (9) con el cual intercambia calor, conectado con la cámara (1) del elemento de cerramiento mediante conductos (5) de vaciado y llenado,
- -
- porque la fijación del elemento de cerramiento a la estructura del edificio se realiza por medio de fijaciones puntuales (4),
- -
- y porque dichas fijaciones puntuales (4) incorporan en su interior los conductos (5) de vaciado y llenado de la cámara (1) del elemento de cerramiento.
\vskip1.000000\baselineskip
- 2. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según la reivindicación 1, caracterizado porque los paneles (2) del elemento de cerramiento están realizados en un material seleccionado entre transparente y translúcido.
- 3. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito complementario (9) comprende
- -
- una bomba (10) que permite el vaciado y llenado, a través de
- -
- un conjunto de válvulas sencillas (15),
- -
- un radiador (12) que reduce la temperatura del fluido cuando éste pasa por aquel,
- -
- un termo-tanque (13) que aumenta la temperatura del fluido cuando éste pasa por aquel,
- -
- y unas válvulas de tres vías (11) que dirigen el fluido al radiador (12) o al termo-tanque (13) dependiendo de las necesidades de reducir o aumentar la temperatura del fluido.
\vskip1.000000\baselineskip
- 4. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el circuito complementario (9) adicionalmente comprende
- -
- un sistema de captación solar térmica (14) conectado al termo-tanque (13), al cual proporciona la energía necesaria para el aumento de la temperatura del fluido,
- -
- y un disipador de calor (19) que evita un sobrecalentamiento del circuito complementario (9).
\vskip1.000000\baselineskip
- 5. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el fluido que circula por la cámara (1) y el circuito complementario (9) comprende aditivos anticongelantes.
- 6. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el fluido que circula por la cámara (1) y el circuito complementario (9) comprende aditivos bactericidas y fungicidas.
- 7. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el fluido que circula por la cámara (1) y el circuito complementario (9) comprende al menos un componente seleccionado entre alcoholes, aceites, agua, y combinación de los anteriores.
- 8. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el fluido que circula por la cámara (1) y el circuito complementario (9) comprende colorantes que controlan la luminosidad en el interior del edificio.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 9. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los colorantes que comprende el fluido que circula por la cámara (1) y el circuito complementario (9) son fotosensibles.
- 10. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque uno de los dos paneles (2) del elemento de cerramiento
- -
- está en contacto con el exterior del edificio,
- -
- y porque dicho panel (2) del elemento de cerramiento que está en contacto con el exterior del edificio está realizado en vidrio bajo emisivo.
\vskip1.000000\baselineskip
- 11. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el panel (2) del elemento de cerramiento que está en contacto con el exterior del edificio
- -
- comprende un acristalamiento que está seleccionado entre doble, triple y múltiple,
- -
- comprendiendo en el interior de dicho acristalamiento doble al menos una cámara seleccionada entre una cámara de aire, una cámara de vacío, una cámara de un gas bajo emisivo, y combinación de ellas.
\vskip1.000000\baselineskip
- 12. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, caracterizado porque el panel (2) del elemento de cerramiento que está en contacto con el exterior del edificio está realizado en un vidrio inteligente seleccionado entre electrocrómico, fotocrómico, termocrómico, gasocrómico, de cristal líquido o de partículas en suspensión.
- 13. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un sistema de control domótico (16) conectado al circuito complementario (9) para el control automático de caudal y temperatura del fluido en función de las condiciones climáticas del exterior del edificio.
- 14. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según la reivindicación 13, caracterizado porque el sistema de control domótico (16) está conectado a un ordenador (20) para el control de caudal y temperatura del fluido por parte de un usuario.
- 15. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito complementario (9) comprende adicionalmente un pilote geotérmico que proporciona energía para la variación de temperatura del fluido.
- 16. Cerramiento para el control de las cargas térmicas de edificios, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el circuito complementario (9) comprende una bomba de calor para la transmisión de calor con el fluido.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201030328A ES2345092B2 (es) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | Cerramiento para el control de las cargas termicas de edificios. |
Applications Claiming Priority (1)
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| ES2345092B2 ES2345092B2 (es) | 2011-07-21 |
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|---|---|
| ES (1) | ES2345092B2 (es) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN110908209A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-03-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种玻璃及室内光照调节系统 |
| ES2895768A1 (es) * | 2021-10-04 | 2022-02-22 | Univ Madrid Politecnica | Cerramiento activo para controlar las cargas térmicas de los edificios |
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2010
- 2010-03-08 ES ES201030328A patent/ES2345092B2/es active Active
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| Publication number | Publication date |
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| ES2345092B2 (es) | 2011-07-21 |
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