Elemento modular de cerramiento captador de energía solar, y sistema modular para formar cerramientos captadores de energía solar en edificios.

Elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50,

60) para edificios, aplicable a fachada y acubierta, del tipo que comprende una chapa exterior (1) y una chapa interior (2), mutuamente enfrentadas y unidas almenos por una línea de unión estanca (7) a lo largo de un perímetro cerrado, incluyendo al menos una de dichaschapas exterior e interior (1, 2) dentro de dicho perímetro una o más conformaciones (3, 4) separadas de la otra delas chapas formando un circuito para un fluido caloportador con una entrada (5) y una salida (6), caracterizadoporque dicha línea de unión estanca (7) está distanciada de unos bordes transversales de aguas abajo de laschapas exterior e interior (1, 2), en relación con la dirección de un posible flujo de agua sobre la chapa exterior (1),habilitando con ello un espacio accesible (8) entre unas respectivas porciones libres exterior e interior (1a, 2a) de laschapas exterior e interior (1, 2) aguas abajo de la línea de unión (7), estando dicho espacio accesible (8) adaptadopara recibir a enchufe una porción libre situada junto a un borde transversal de aguas arriba de una chapa exteriorde un elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) análogo, o de un elemento decerramiento complementario, adyacente situado aguas abajo.

Elemento modular de cerramiento captador de energía solar, y sistema modular para formar cerramientos captadores de energía solar en edificios.

Ámbito de la invención

La presente invención concierne a un elemento modular de cerramiento captador de energía solar dotado de unas configuraciones para su unión estanca a otros elementos modulares adyacentes, tanto en la dirección longitudinal como en la transversal, en relación con la dirección de un posible flujo de agua sobre los mismos, estableciendo uniones estancas para formar una fachada o una cubierta de un edificio. La presente invención también concierne a un sistema modular para formar cerramientos captadores de energía solar en edificios, aplicable a fachada y a cubierta, que incluye los elementos modulares de cerramiento captadores de energía solar de la invención y, además, una pluralidad de elementos de cubierta complementarios dotado de configuraciones análogas para su unión estanca, así como otros elementos estructurales.

Estado de la técnica anterior

Es conocido formar un cerramiento de un edificio utilizando paneles que cumplen tanto la función de cerramiento como la función de captación de energía solar térmica.

El documento FR-A-2345672 describe un captador de energía solar formado por una chapa con ondulaciones o acanaladuras paralelas enfrentada y unida a otra chapa plana a lo largo de las zonas entre ondulaciones para constituir unos canales para la circulación de un fluido caloportador. En la memoria del citado documento no se describe ni se sugiere la utilización de dicho captador como elemento autoportante constitutivo de un tejado, y las mencionadas uniones entre las chapas mediante adhesivo podrían resultar débiles si se usara para esta función. Como captador solar, la construcción mediante chapa ondulada deja todos los extremos de los canales abiertos, los cuales deben ser conectados, por ejemplo, a unos tubos colector y distribuidor para la operatividad del colector, lo que significa un trabajo considerable que aumenta el coste final del producto.

El modelo de utilidad ES-A-235692 describe un elemento captador de energía solar formado por un par de chapas enfrentadas y unidas por sus bordes mediante soldadura o engatillado. Una de dichas chapas está conformada con unas depresiones substancialmente paralelas entre sí comunicadas por sus dos extremos con unas depresiones transversales finales, mientras que la otra de dichas chapas es plana. Se prevé la unión de las zonas entre depresiones de la chapa exterior a la chapa interior por medio de puntos o líneas de soldadura. Las depresiones paralelas constituyen una pluralidad de canales para un fluido caloportador y las depresiones transversales finales actúan a modo de colector y distribuidor. Sin embargo, la soldadura, especialmente en las zonas entre las depresiones, resulta difícil y lenta de realizar. Por otro lado, el engatillado sólo de los bordes periféricos no asegura al conjunto una resistencia suficiente para realizar, por ejemplo, una función de elemento de tejado autoportante, y no garantizaría la estanqueidad entre los canales con el elemento actuando como captador solar.

La patente ES-A-479755 da a conocer un absorbedor para captador solar que comprende dos chapas delgadas, embutidas, unidas por soldadura a lo largo de su periferia, estando las chapas embutidas según un patrón de formas repetidas, distribuidas geométricamente y desplazadas respecto a las formas de la chapa opuesta, de manera que constituyen un entramado de canales para un fluido caloportador. Las chapas están unidas además mediante una pluralidad de puntos de soldadura distribuidos por las zonas no hundidas, adosadas, de las chapas. En esta construcción persisten los inconvenientes asociados con la soldadura citados más arriba; es decir, operación de soldadura costosa en tiempo y dinero, dificultad de verificación de la estanqueidad y calentamiento excesivo de las chapas durante la soldadura. Por otra parte, las formas embutidas sugeridas, las cuales comprenden cuadrados o rectángulos separados, distribuidos geométricamente por las chapas, no proporcionan un aumento significativo de la resistencia a la flexión de cada una de las chapas en ninguna dirección, por lo que el aumento de rigidez de las dos chapas unidas responde sólo a la suma de la resistencia de las dos chapas superpuestas sin que se produzca una cooperación bidimensional entre ambas para mejorar la resistencia.

La solicitud de patente WO 99/63281 da a conocer una cubierta para edificios que realiza al mismo tiempo una función como captador de energía solar. Según un aspecto, dicha cubierta está constituida por unos paneles adyacentes, cada uno de los cuales comprende una chapa que incorpora una pluralidad de canales longitudinales constituidos al menos en parte por el propio material de la chapa y conectados por ambos extremos a unos conductos colector y distribuidor. Los paneles adyacentes comprenden unas configuraciones para acoplar las respectivas chapas entre sí de manera impermeable y unas entradas y salidas comunicadas respectivamente con los conductos distribuidor y colector para la conexión de los conductos entre sí y con un circuito general para un fluido caloportador. La configuración geométrica de los canales y demás elementos está diseñada para que el panel sea autoportante. Sin embargo, la construcción de cada uno de dichos paneles implica la fabricación, ensamblado y unión de múltiples piezas, lo que encarece el producto final.

La patente US-A-4010733 da a conocer un colector solar para ser integrado a la estructura de un edificio compuesto por dos chapas enfrentadas y unidas por un cordón de soldadura a lo largo de un perímetro. Unas conformaciones de las chapas definen un circuito para un fluido caloportador con una entrada y una salida. Para formar una cubierta, la impermeabilización lateral entre paneles adyacentes se resuelve a través de una pieza añadida que cubre a otra que permite ubicar dos superficies de cristal. Sin embargo, no resuelve el encuentro a testa entre módulos en sus extremos longitudinales, en la dirección de la pendiente de la cubierta, lo que obliga a cubrir las pendientes con un solo panel cubriendo toda su longitud. Esto implica que los paneles deben construirse en una sola pieza para cubrir toda la longitud de la cubierta, con lo cual, o bien se limita la longitud de las cubiertas a cubrir o se fabrican unos paneles significativamente largos, que, por un lado, complican el proceso de fabricación y, por otro, disminuyen el rendimiento de captación de energía. Esto es debido a que el fluido caloportador que circula por el interior del panel absorbe la mayor parte de calor que es capaz de absorber en aproximadamente los tres primeros metros de longitud del panel, por lo que en el resto de su longitud el panel tiene un rendimiento muy bajo. Por otra parte, aunque las conformaciones laterales le den una inercia y una cierta capacidad estructural, esta podría no ser suficiente para resistir una sobrecarga de uso en el centro del panel, por ejemplo, en una cubierta transitable. Además, El hecho de que los paneles estén recubiertos por la parte inferior con un aislante para superar el puente térmico plantea una dificultad a la hora de resolver el encuentro con otros perfiles estructurales que lo sustenten, por lo que la realización preferida de dicha patente propone situar las placas encima de un tablero. Además, este colector solar está recubierto de cristal, por lo que una cubierta formada por varios de los mismos sería prácticamente intransitable.

El modelo de utilidad ES-A-1054282, de uno de los actuales inventores, describe un panel multifuncional útil para construir un cerramiento colector de energía solar en un edificio. El mencionado panel multifuncional está realizado a partir de unas chapas superior e inferior enfrentadas y unidas de manera estanca a lo largo de un perímetro cerrado por medio de una técnica de unión por deformación sin aplicación de calor conocida como “clinchado”. La unión entre los bordes longitudinales de paneles adyacentes se resuelve por respectivas aletas adosadas y mutuamente engatilladas o cubiertas por un elemento de tapa adicional. Las uniones entre los bordes transversales de paneles adyacentes se efectúa simplemente por solapamiento de una porción libre sobresaliente junto al borde de aguas abajo de la chapa exterior sobre una porción junto al extremo de aguas arriba de la chapa superior de un panel adyacente.

Un documento adicional EP-A 0032667 muestra todas las características del preámbulo de la... [Seguir leyendo]

1. Elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) para edificios, aplicable a fachada y a cubierta, del tipo que comprende una chapa exterior (1) y una chapa interior (2) , mutuamente enfrentadas y unidas al menos por una línea de unión estanca (7) a lo largo de un perímetro cerrado, incluyendo al menos una de dichas chapas exterior e interior (1, 2) dentro de dicho perímetro una o más conformaciones (3, 4) separadas de la otra de las chapas formando un circuito para un fluido caloportador con una entrada (5) y una salida (6) , caracterizado porque dicha línea de unión estanca (7) está distanciada de unos bordes transversales de aguas abajo de las chapas exterior e interior (1, 2) , en relación con la dirección de un posible flujo de agua sobre la chapa exterior (1) , habilitando con ello un espacio accesible (8) entre unas respectivas porciones libres exterior e interior (1a, 2a) de las chapas exterior e interior (1, 2) aguas abajo de la línea de unión (7) , estando dicho espacio accesible (8) adaptado para recibir a enchufe una porción libre situada junto a un borde transversal de aguas arriba de una chapa exterior de un elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) análogo, o de un elemento de cerramiento complementario, adyacente situado aguas abajo.

2. Elemento modular, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la línea de unión estanca (7) también está distanciada de un borde transversal de aguas arriba de la chapa exterior (1) , proporcionando una porción libre exterior (1b) de la chapa exterior (1) aguas arriba de la línea de unión (7) , estando dicha porción libre exterior (1b) de aguas arriba de la chapa exterior (1) adaptada para acoplar a enchufe en dicho espacio accesible (8) de un elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) análogo adyacente situado aguas arriba, o en un espacio libre entre dos planchas exterior e interior de un elemento de cerramiento complementario adyacente situado aguas arriba.

3. Elemento modular, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la línea de unión estanca (7) también proporciona una porción libre interior (2b) de la chapa interior (2) aguas arriba de la línea de unión (7) , siendo las porciones libres exteriores (1a, 1b) de aguas abajo y aguas arriba de la chapa exterior (1) más largas que las correspondientes porciones libres interiores (2a, 2b) de aguas abajo y aguas arriba de la chapa interior (2) con lo que, en el acoplamiento a enchufe de dos elementos modulares análogos, las correspondientes porciones libres interiores (2a, 2b) de aguas abajo y aguas arriba de las respectivas chapas interiores (2) no se solapan.

4. Elemento modular, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la chapa exterior (1) tiene unos bordes longitudinales, en relación con la dirección de un posible flujo de agua sobre la misma, desde los que se extienden hacia arriba unas respectivas aletas (9, 10) , estando dichas aletas (9, 10) configuradas y dispuestas para quedar emparejadas respectivamente con unas aletas (10, 9) de un elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) análogo adyacente situado en el lado correspondiente, o con unas aletas análogas de un elemento de cerramiento complementario adyacente situado en el lado correspondiente, siendo las aletas (9, 10) emparejadas susceptibles de ser mutuamente engatilladas o de ser abrazadas superiormente por un elemento de tapa (11, 35) adicional encajado.

5. Elemento modular, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque desde unos bordes opuestos de la chapa interior (2) , ya sean dichos bordes transversales o unos bordes longitudinales, se extienden hacia el lado interior unos respectivos faldones (15, 16) que terminan en unas dobleces (15a, 16a) que se extienden el uno hacia el otro, actuando dichos faldones (15, 16) y dobleces (15a, 16a) como elementos de rigidización y apoyo.

6. Elemento modular, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque comprende unos miembros de refuerzo (17) que se extienden de uno a otro de dichos faldones (15, 16) con sus extremos encajados en las dobleces (15a, 16a) , actuando dichos miembros de refuerzo (17) junto con los faldones (15, 16) y dobleces (15a, 16a) como elementos de rigidización.

7. Elemento modular, de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque entre dichos miembros de refuerzo

(17) están instaladas unas placas (21) con sus extremos encajados en las dobleces (15a, 16a) de los faldones (15, 16) de la chapa interior (2) , siendo dichas placas (21) de un material aislante térmico que hacen las funciones de aislamiento térmico del edificio ya sea en cerramiento cerrado o en cerramiento ventilado.

8. Elemento modular, de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque comprende una plancha (22) fijada exteriormente a las dobleces (15a, 16a) de los faldones (15, 16) de la chapa interior (2) , cubriendo los miembros de refuerzo (17) y las placas (21) , siendo dicha plancha (22) de un material simple o compuesto apto para una o más de las siguientes funciones: formar una barrera de vapor; romper un puente térmico; y proporcionar una protección contra el fuego.

9. Elemento modular, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque tiene una forma de cuadrilátero alargado y dichos bordes opuestos de la chapa interior (2) desde los que se extienden dichos faldones (15, 16) son los bordes laterales más largos.

10. Elemento modular, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho borde transversal de la porción libre (1a) de aguas abajo de la chapa exterior (1) tiene una doblez (12) que rigidiza dicho borde transversal y

que, en virtud de una cierta elasticidad de la chapa, actúa mecánicamente como una barrera de estanquidad contra dicha chapa exterior de un elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) análogo, o de un elemento de cerramiento complementario, adyacente situado aguas abajo.

11. Elemento modular, de acuerdo con la reivindicación 1 o 10, caracterizado porque la chapa exterior (1) tiene adherida, a una distancia de su borde transversal de aguas arriba, al menos una lengüeta (13) adaptada para recibir a encaje el borde transversal de la porción libre (1a) de aguas abajo de la chapa exterior (1) de un elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) análogo adyacente situado aguas arriba, o borde transversal de aguas abajo de la chapa exterior de un elemento de cerramiento complementario adyacente situado aguas arriba.

12. Elemento modular, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un cordón de estanqueidad (14) de un material elastomérico dispuesto para quedar comprimido entre la porción libre (1a) de aguas abajo de la chapa exterior (1) y la porción libre (1b) de aguas arriba de la chapa exterior (1) de un elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) análogo adyacente situado aguas abajo, o chapa exterior de un elemento de cerramiento complementario adyacente situado aguas abajo.

13. Elemento modular, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha entrada (5) tiene una sección de paso menor que dicha salida (6) , asegurando con ello que no se produzca un aumento de la presión del fluido caloportador en el interior del elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) .

14. Sistema modular para formar cerramientos captadores de energía solar en edificios, aplicable a fachada y a cubierta, caracterizado porque comprende una pluralidad de elementos de cerramiento incluyendo al menos un elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, y al menos un elemento de cerramiento complementario (28, 29, 37, 38) dotado, ya sea en al menos uno de sus bordes longitudinales o de sus bordes transversales, en relación con la dirección de un posible flujo de agua sobre el mismo, de al menos una configuración de unión para su unión estanca a un borde adyacente de dicho elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) .

15. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque dicha configuración de unión de dicho elemento de cerramiento complementario (28, 38) incluye al menos un espacio accesible entre unas porciones libres (28a, 38a) de aguas abajo de unas chapas exterior e interior del elemento de cerramiento complementario (28, 38) , siendo dicho espacio accesible capaz de recibir a enchufe una porción libre de una chapa exterior de aguas arriba de un elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) o de otro elemento de cerramiento complementario adyacente situado aguas abajo.

16. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque el elemento de cerramiento complementario (28) define una pieza de cumbrera (28) de una cubierta.

17. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque dicha configuración de unión de dicho elemento de cerramiento complementario (29, 38) incluye al menos una porción libre (29b, 38b) de aguas arriba de una chapa exterior del elemento de cerramiento complementario (29, 38) adaptada para acoplar a enchufe en un espacio accesible junto al borde transversal de aguas abajo de un elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) o de otro elemento de cerramiento complementario adyacente situado aguas arriba.

18. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque el elemento de cerramiento complementario (29) define una pieza de canalón o una pieza de remate inferior (29) que coopera con un canalón

(44) de una cubierta.

19. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque dicha configuración de unión de dicho elemento de cerramiento complementario (37, 38) incluye al menos una aleta (48, 39, 40) adaptada para ser emparejada y unida con una de las aletas (9, 10) del elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) , que es al menos uno, o una aleta análoga de un elemento de cerramiento complementario situado en el lado correspondiente.

20. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque el elemento de cerramiento complementario (37) define una pieza de cerramiento lateral (37) de una cubierta o de una fachada.

21. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 15, 17 o 19, caracterizado porque el elemento de cerramiento complementario (38) define una placa modular complementaria (38) que comprende al menos una abertura de paso (41) para un conducto de ventilación u otro elemento constructivo del edificio.

22. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 15, 17 o 19, caracterizado porque el elemento de cerramiento complementario (38) define una placa modular complementaria (38) apta para cubrir unas conducciones (33, 34) que forman parte de un circuito primario de fluido caloportador con el que está comunicado el circuito de fluido caloportador del elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) , que es al menos uno.

23. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende un perfil abierto (32) capaz de alojar unas conducciones (33, 34) que forman parte de un circuito primario de fluido caloportador con el que está comunicado el circuito de fluido caloportador del elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) , que es al menos uno, estando dicho perfil abierto (32) adaptado para ser dispuesto entre dos aletas (9, 10) emparejadas de dos elementos de cerramiento adyacentes por unos de sus bordes longitudinales, siendo al menos uno de ellos un elemento de cerramiento captador de energía solar (50, 60) , estando incluido un elemento de tapa (35) adaptado para abrazar superiormente de manera estanca las aletas (9, 10) cubriendo una embocadura de dicho perfil abierto (32) , siendo dicho elemento de tapa (35) amovible para permitir un registro de dicho perfil abierto (32) desde el exterior.

24. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 23, caracterizado porque dicho perfil abierto (32) es estructural y está adaptado para ser fijado a una estructura (43) del edificio, estando los elementos de cerramiento adyacentes al perfil abierto (32) adaptados para ser fijados al mismo.

25. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende unos perfiles de soporte

(31) adaptados para ser fijados a una estructura (43) del edificio y dotados de unas superficies de soporte sobre las que se apoyan los elementos modulares de cerramiento captadores de energía solar (50, 60) y otros elementos de cerramiento complementarios.

26. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 25, caracterizado porque dichas superficies de soporte de los citados perfiles de soporte (31) incluyen unos agujeros alargados (19) para la instalación desde su parte interior de unos elementos de unión (18) capaces de ser fijados a los elementos modulares de cerramiento captadores de energía solar (50, 60) para unión de los mismos a los perfiles de soporte (31) , proporcionando dichos agujeros alargados (19) una holgura suficiente para permitir unos movimientos producidos por las dilataciones del cerramiento.

27. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 25, caracterizado porque incluye unas abrazaderas (20) adaptadas para unir los elementos modulares de cerramiento captadores de energía solar (50, 60) a los elementos de soporte (31) permitiendo unos movimientos producidos por las dilataciones del cerramiento.

28. Sistema modular, de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende un circuito primario de fluido caloportador con el que está comunicado el circuito de fluido caloportador del elemento modular de cerramiento captador de energía solar (50, 60) , que es al menos uno, trabajando dicho circuito primario a una presión relativa nula o negativa de 0 a -10 milibares, aproximadamente.