Aislamiento térmico forzado e inteligente.

Sistema para la climatización de interiores por bomba de calor reversible agua-agua formado por un muro que separa el espacio climatizado del medio exterior,

caracterizado porque en ambas superficies del muro se instala un intercambiador térmico (uno para el circuito de condensación y otro para el circuito de evaporación), que se componen de un conjunto de tuberías que transportan un fluido caloportador ocupando la totalidad de ambas superficies excepto huecos de puertas, ventanas o similares. El interior del muro tiene un gran nivel de aislamiento térmico, y las superficies del mismo una gran conductividad térmica. Ambos intercambiadores quedan totalmente integrados arquitectónicamente.

Aislamiento térmico forzado e inteligente.

Sector de la técnica

La invención se encuadra en el ámbito de la climatización con energías renovables, ahorro energético e innovación para la mejora en el coste y eficiencia de las mismas.

Estado de la técnica

El actual modelo de cerramiento exterior es estático y no interactúa térmicamente con los medios que separa. Las principales características del cerramiento tradicional cumplen requisitos estructurales, de aislamiento térmico y acústico y barrera de vapor principalmente, pero no interviene en la adecuación térmica del espacio construido de manera activa, tan sólo lo limita perimetralmente respecto del medio exterior y contiene respecto del tiempo la energía aportada al climatizar su interior.

Para la climatización de interiores se utilizan construcciones con características de diseño (aislamiento térmico, barrera de vapor e inercia térmica) y se coloca un equipo en su interior, que aporta energía térmica en procesos de calefacción, o ta absorbe en procesos de refrigeración.

Descripción detallada de la invención

La presente invención añade dos intercambiadores térmicos al muro cerramiento exterior de una construcción, uno exterior (3) y otro interior (4), que se componen de un conjunto de tuberías que portarán un fluido caloportador a lo largo y ancho de ambas caras del muro, separados al menos por un material aislante convencional (2) y el propio ladrillo (1). Estos intercambiadores quedan empotrados en ambos acabados superficiales del muro, y necesitan de materiales con una buena conductividad térmica (por ejemplo mortero de cemento y arena).

Una vez hemos dotado la construcción con dicha instalación (descrita en detalle más adelante), se combinan ambos intercambiadores térmicos con una bomba de calor agua-agua reversible (17) que, en función del régimen de funcionamiento (verano o invierno), transportará las calorías de la superficie interior del muro a la exterior o viceversa.

Centrándonos en régimen de calefacción, la bomba de calor (17) absorbe calorías de la fachada de la construcción (5) (procedente del sol o del propio ambiente exterior), mediante el intercambiador de calor exterior (3), y las cede en el interior de la vivienda a través de la superficie interior del muro (6), porque está en contacto directo con el intercambiador interior (4). Además, las pérdidas de calor que la construcción tenga por no existir un aislamiento perfecto (2) o puentes térmicos, serán captadas por la parte interna del intercambiador exterior (3) a través del ladrillo (1) y recirculadas al interior con la bomba de calor (17) hasta el intercambiador interior (4), consumiendo el sistema solamente la energía necesaria para transportar las calorías hacia el interior de la construcción y captar la necesaria del exterior.

Todo lo expuesto anteriormente para el régimen de calefacción, se puede llevar al ámbito de la refrigeración de interiores, absorbiendo calorías del interior de la construcción, enfriando el intercambiador interior (2), pero dotando al sistema de una regulación para no bajar el líquido caloportador del intercambiador interior (2), por debajo de una temperatura que provoque condensaciones. Dichas calorías se cederán al medio exterior a través del intercambiador exterior (3), elevando la temperatura de su líquido caloportador lo suficiente para que haya un intercambio entre la fachada (5) y el medio exterior.

Regulando la potencia del sistema atendiendo a la temperatura interior se consigue mantener la temperatura interior constante en un valor de consigna.

En caso muy crítico de necesitar algún apoyo térmico, se puede prever el uso de un apoyo, siendo muy interesante un intercambiador geotérmico que trabajaría en combinación con el intercambiador exterior (3).

La bomba de calor (17) ha de ser del tipo agua-agua reversible y convenientemente con un compresor de régimen variable (12), regulando su potencia en función de múltiples parámetros, siempre atendiendo al mínimo consumo.

Se puede utilizar la invención en combinación para la producción de agua caliente sanitaria, que en verano resultará ser gratuita, puesto que la energía térmica procedente del interior de la vivienda se puede aprovechar para el calentamiento de un termo acumulador. En invierno, de igual modo que se calienta el intercambiador interior, se puede calentar el termo acumulador con la energía procedente de la fachada exterior o del apoyo geotérmico en su caso.

Descripción de una realización preferida

Para el cerramiento de una estructura de hormigón, el muro exterior de la vivienda se compondrá de un tabique de ladrillo triple (1) seguido de otro de ladrillo doble (no representado en la figura 1), entre los cuales se colocará una capa de aislamiento térmico y barrera de vapor según las exigencias del CTE y el RITE.

Sobre la superficie exterior del muro anterior se instala una composición de tuberías (3) (de similares características a las empleadas para la colocación de suelo radiante) que cubra toda la superficie exterior de la construcción, combinándolas en paralelo para garantizar un gradiente de temperatura limitado y que conformarán el circuito hidráulico del intercambiador térmico exterior. De igual modo, en la superficie interior del muro se instala otra composición de tuberías que conformarán el intercambiador térmico interior.

Ambas superficies serán enlucidas, la exterior con enfoscado monocapa y la interior con mortero de cemento y arena que permitan una buena conductividad térmica entre los circuitos hidráulicos y el medio exterior e interior respectivamente.

Los dos intercambiadores del muro se conectarán a una bomba de calor agua-agua reversible que se encargará de gestionar la temperatura de ambas superficies del muro en función de las necesidades térmicas del espacio climatizado.

Descripción de las figuras

Para la mejor compresión de todo lo expuesto en la memoria, se acompañan varias figuras que, sólo a modo de ejemplo, ilustra una aplicación del sistema ob- jeto de invención, para climatización de una vivienda.

Figura 1

Representada una sección del tabique, el cual está formado de izquierda a derecha por el enlucido exterior (5), intercambiador exterior (3), tabique de ladrillo (1), material aislante térmico y acústico convencional (2), intercambiador interior (4) y el enlucido interior (6). Es necesario aclarar que al lado izquierdo de la figura está el exterior de la construcción y en el lado derecho el interior.

Figura 2

Vista de frente de la pared (puede ser parte interior o exterior) donde se representa de qué manera se puede incorporar el intercambiador en ella misma. No se representa el enlucido (5) ó (6), pero sí la tubería por donde fluye el líquido caloportador (8). que será soportada por el citado enlucido. Puesto que este intercambiador deber ser integrado a lo largo de toda la tabiquería exterior, se representa con una línea discontinua (7) la periferia del mismo.

Figura 3

Circuito térmico completo. Aunque no es necesario, pero se han representado los principales elementos de la bomba de calor agua-agua (17), tales como compresor (12), intercambiador agua-gas de evaporación (11), intercambiador gas-agua de condensación (13), válvula de expansión (15), bomba de recirculación del fluido caliente (16) y bomba de circulación del fluido frío (10). En régimen de calefacción, tal y como está representado, el intercambiador exterior (3) y el interior (4) se encontrarían integrados arquitectónicamente en el cerramiento de la construcción, tal y como se ha representado en la figura 1 y 2.

1. Sistema para la climatización de interiores por bomba de calor reversible agua-agua formado por un muro que separa el espacio climatizado del medio exterior, caracterizado porque en ambas superficies del muro se instala un intercambiador térmico (uno para el circuito de condensación y otro para el circuito de evaporación).

2. Sistema para la climatización de interiores por bomba de calor reversible agua-agua formado por un muro que separa el espacio climatizado del medio exterior, según la reivindicación 1, caracterizado porque los intercambiadores térmicos se componen de un conjunto de tuberías que transportan un fluido caloportador ocupando la totalidad de ambas superficies excepto huecos de puertas, ventanas o similares.

3. Sistema para la climatización de interiores por bomba de calor reversible agua-agua formado por un muro que separa el espacio climatizado del medio exterior, según la reivindicación 1, caracterizado porque el muro tiene un gran nivel de aislamiento térmico, y las superficies del mismo una gran conductividad térmica.

4. Sistema para la climatización de interiores por bomba de calor reversible agua-agua formado por un muro que separa el espacio climatizado del medio exterior, según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie exterior de la construcción es un gran captador de energía térmica (frío o calor) y la superficie interior es un gran emisor de energía térmica (frío o calor).

5. Sistema para la climatización de interiores por bomba de calor reversible agua-agua formado por un muro que separa el espacio climatizado del medio exterior, según la reivindicación 1, caracterizado porque ambos intercambiadores térmicos quedan integrados arquitectónicamente.