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WO2022096761A1 - Panel de revestimiento colector y/o emisor de energía térmica - Google Patents

Panel de revestimiento colector y/o emisor de energía térmica Download PDF

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Publication number
WO2022096761A1
WO2022096761A1 PCT/ES2021/070701 ES2021070701W WO2022096761A1 WO 2022096761 A1 WO2022096761 A1 WO 2022096761A1 ES 2021070701 W ES2021070701 W ES 2021070701W WO 2022096761 A1 WO2022096761 A1 WO 2022096761A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
panel
cladding
panel according
channel
cladding panel
Prior art date
Application number
PCT/ES2021/070701
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Vicente Sarrablo Moreno
Jordi ROVIRAS MIÑANA
Original Assignee
Universitat Internacional De Catalunya, Fundació Privada
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitat Internacional De Catalunya, Fundació Privada filed Critical Universitat Internacional De Catalunya, Fundació Privada
Priority to KR1020237018814A priority Critical patent/KR20230118833A/ko
Priority to US18/251,669 priority patent/US20230407643A1/en
Priority to CN202180074900.9A priority patent/CN116547481A/zh
Priority to EP21888728.9A priority patent/EP4242549A4/en
Priority to CA3197267A priority patent/CA3197267A1/en
Publication of WO2022096761A1 publication Critical patent/WO2022096761A1/es

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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Definitions

  • the present invention relates to a covering panel that collects and/or emits thermal energy, that is, a panel designed to cover other construction elements, such as walls, floors and roofs, which also allows the collection of incident thermal energy, for example, energy solar, for its storage and/or use, and/or that also allows the emission of thermal energy supplied to said cladding panel, for example, to air-condition a closed space.
  • Thermal energy collector and/or emitter panels are known. They typically include a first panel, normally metallic, with conduits for a heat-carrying fluid adhered to its back, and with glass covering its front, as an infrared trap.
  • the conduit used is a metallic conduit, to improve the thermal transmission of the first panel to the conduit, with a circular section to facilitate its curvature in any direction to obtain a serpentine circuit.
  • metal ducts increases thermal losses, forcing the addition of thermal insulation on the back of the first panel, and the use of circular ducts minimizes the contact surface between said ducts and the first panel, minimizing heat transfer between both and requiring the addition of a filler element with good thermal conductivity between the conduit and the first panel to improve heat transfer.
  • metallic materials present oxidation problems and typically have a high reflectivity, which makes it necessary to coat them with protective paints or lacquers that increase their capture of thermal energy, but reduce their thermal conductivity.
  • metallic materials are not a material that can be cut easily and safely, since they produce sharp edges without protection against oxidation, which makes it difficult for them to adapt to architecture in predefined spaces with cut end panels that lack capturing capacity.
  • solutions such as the one described above are also known, lacking glass, which covers the first panel with a decorative coating behind which the rest of the thermal energy collector and/or emitter panel is hidden.
  • this additional coating greatly reduces the efficiency of the system, since the decorative coating is the one that, when it works as a collector, receives the incident thermal energy and has to transmit said thermal energy to the first panel, which reduces the efficiency of the system. , or that when it works as an emitter it presents the same problem, but with the energy moving from the first panel to the decorative coating.
  • An example of this type of system is that described in document ES2334876A1, in which the decorative coating is a slate tile roof.
  • the first panel is a plasterboard panel, allowing its integration as the interior wall of a closed interior space.
  • the plasterboard panel transmits heat in an inefficient way.
  • this solution cannot be used on floors or outdoors, and it only allows its use as a heat emitter, but not as a collector, which determines that its manufacturing volumes will be reduced and therefore its price will be high.
  • Thermal energy collector and/or emitter panels are also known that use a panel with pipes embedded inside to channel the heat-carrying fluid, so that one side of said panel, exposed to solar radiation, would heat the heat-carrying fluid circulating through it. its interior.
  • document DE4240252A1 describes a panel formed from a first ceramic panel and a second symmetrical ceramic panel, each one provided with channels in low relief on one of its faces.
  • the adhesion of the two ceramic panels defines conduits inside the resulting panel.
  • This solution requires ceramic panels molded with relief, which is a manufacturing technique that limits the maximum size of the panel, makes it more expensive to manufacture and requires a minimum thickness of material, producing small and heavy panels.
  • the resulting panel will have a high weight and thermal inertia, and will present thermal losses on its back or will need a thermal insulator on its back.
  • the present invention solves the above and other problems.
  • the present invention relates to a thermal energy collector and/or emitter cladding panel comprising, in a manner known per se:
  • the second panel has a channel engraved on its front.
  • it will be a meandering channel, although the branching of the channel into multiple branches and their subsequent reunification, within the second panel, between a first end and a second end of the channel in low relief, is not ruled out.
  • Said channel in low relief will therefore be open and will be accessible through the obverse of the second panel, and therefore may be machined or preferably molded in the material that constitutes the second panel through said obverse.
  • the front of the second panel is adhered to the back of the first panel, so that said back of the first panel closes the channel in low relief, turning it into a closed conduit, so that a heat-carrying fluid circulating inside it is in direct contact with the reverse of the first panel, maximizing the thermal transfer between both.
  • the adhesion between the first panel and the second panel will produce a hermetic seal of the duct defined by the channel in low relief and the back of the first panel, said duct being accessible only through an inlet duct and an outlet duct connected respectively. to first and second opposite ends of the channel in low relief.
  • Said inlet and outlet ducts will also be connected to a heat transfer fluid circuit, allowing the heat transfer fluid to be introduced into the channel in low relief through the first end and its extraction through the second end.
  • Said heat transfer fluid circuit will typically include multiple thermal energy collector and/or emitter cladding panels like the one proposed, connected in series, in parallel or in a combination of panels in series and in parallel, and may also include other typical elements of this type of circuit, such as an isolated accumulator tank, an expansion vessel and regulation valves.
  • the present invention also proposes, in an unknown way, that the first panel is made of laminated and calibrated ceramic with a flat and smooth intrados and extrados, and that it has a uniform thickness between 3mm and 6mm, and that the second panel is made of insulating plastic, waterproof and stable at temperatures up to at least 120°C.
  • Laminated and calibrated ceramic is a porcelain ceramic obtained through a manufacturing process that allows the production of large panels, up to 3m long and with a width greater than 1m, perfectly flat and with very thin thicknesses, even just 3mm, 4mm , 5mm or 6mm thick.
  • This type of porcelain ceramic panels are sufficiently resistant to impacts and bending, even with such reduced thicknesses, to allow the manufacture of very large, lightweight panels that can be handled without breaking.
  • Ceramic is a material frequently used in both exterior and interior finishes, since it has a very wide range of colors and textures, so the use of this material in the panel finish facilitates its architectural integration. Ceramics can also be cut to the desired size, allowing, for example, cutting ceramic panels, without the ability to emit and/or capture thermal energy, to finish off peripheral areas of a surface covered with said cladding panels and allowing complete architectural integration in any space. This characteristic allows a surface to be completely covered with ceramic panels with an identical appearance, combining panels that collect and/or emit thermal energy together with other panels without this capacity. The low cost of the proposed cladding panels allows some of them to be cut to fit the peripheral areas, renouncing their functionality as a collector and/or emitter panel, without this entailing an extra cost. This allows logistics to be simplified, since two types of panels do not have to be calculated and sent to the site, once again making the whole cheaper.
  • this material can constitute the only enclosure and/or the surface finish of said surface, also performing the functions of waterproofing and/or insulation and/or enclosure.
  • the second panel is made of a plastic material, which can be much lighter than the first panel of ceramic material, and which provides some thermal insulation on the reverse side of the first panel. Said second panel includes the channels in low relief throughout its thickness, but leaving the heat transfer fluid in direct contact with the back of the first panel.
  • the second panel provides thermal insulation to the heat-carrying fluid that circulates inside it, which reduces thermal losses, without preventing heat transmission from the first panel to the heat-carrying fluid thanks to direct contact between the two through the back of the first panel. that covers the channels in low relief.
  • the plastic material constituting the second panel will be selected to withstand temperatures of up to 120°C without deteriorating, since it will be in direct contact with the heat transfer fluid and with the first panel, which if exposed to the sun can reach high temperatures.
  • the resulting cladding panel is a panel that can be manufactured very simply, and therefore very cheaply, also allowing large-size panels to be obtained but which, thanks to its low weight due to its small thickness, is easily manageable by one. or two workers.
  • the large size panels simplify and speed up the installation, minimizing the number of connections, and therefore also making the installation cheaper and reducing the possible leak points of the heat transfer fluid.
  • the final finish of the cladding panel is indistinguishable from a cladding panel without thermal energy capture and/or emission capabilities, facilitating its architectural integration together with panels without this capability, for example, in facade cladding or in flooring or radiant walls.
  • This allows the thermal energy capture or emission surface to be adapted to the thermal needs of the building, completing the rest of the surfaces that do not need said capacities, or that must be cut, with other panels with the same appearance, obtaining a set with a uniform appearance. .
  • This solution also allows any ceramic panel color to be used as the first panel, although the use of dark colors is preferably recommended, for example, colors with an albedo equal to or less than 0.25 or that absorb at least 75% of the incident solar energy, and also allows the use of ceramic panels that include a pattern, for example, of stone veins, borders or images.
  • the second panel may be made of a non-foamed plastic, that is to say of a plastic devoid of air trapped inside.
  • Said non-foamed plastic will preferably have a density between 600 kg/m 3 and 1200 kg/m 3 , and/or a thermal conductivity equal to or less than 0.25 W/m°K.
  • This type of plastic is very stable, rigid and resistant, and therefore also offers structural support to the cladding panel as a whole.
  • the thermal conductivity of this type of material much lower than the thermal conductivity of the first material, offers a certain insulation to the back of the first material and to the heat transfer fluid.
  • the second panel is made of a foamed plastic, ie a plastic with air trapped inside.
  • said foamed plastic will have a density between 10 kg/m 3 and 200 kg/m 3 and/or a thermal conductivity equal to or less than 0.12 W/m°K.
  • the proposed foamed plastics are lighter and offer better thermal insulation than non-foamed plastics, however, they provide much less structural strength to the first panel than the aforementioned non-foamed plastics.
  • the second panel will have a thickness equal to or less than 20mm, or preferably equal to or less than 14mm. It is also proposed that, in an alternative or complementary way, the channel in low relief has a maximum depth equal to or less than 15mm or preferably equal to or less than 10mm. Thus, the set of the first and the second panel will have a thickness equal to or less than 26mm or even equal to or less than 20mm.
  • the second panel may be adhered to the first panel by thermofusion, that is to say by a partial fusion, and subsequent solidification, of the front of the second panel in contact with the back of the first panel, causing its watertight union. This can be achieved by heating the first panel to a temperature above 120°C, then overlapping the second panel, and subsequent cooling.
  • the second panel may be adhered to the first panel by means of an adhesive stable at temperatures up to at least 120°C.
  • the second panel may also be adhered to the first panel through a bonding sheet glued or heat-fused to the first panel and the second panel, for example, a sheet that defines a frame around the channel in low relief, providing a perimeter seal.
  • Said sheet of interposed material may be adhered to the first panel on one side and to the second panel on the opposite side, or it may be attached to both the first panel as to the second panel in laterally adjacent areas of the same face of the sheet of interposed material.
  • said bonding sheet may be made of a thermoplastic polymer, which may be bonded to the reverse side of the first panel by hot melting, and which may be bonded to the second panel by adhesives or also by hot melting.
  • the channel in low relief will be wider than the depth.
  • the width of the channel in low relief decreases in depth and is maximum in its contact surface with the intrados with the first panel. This maximizes the heat transfer surface between the heat transfer fluid and the first panel, limiting the volume of heat transfer fluid.
  • the channel may have a semicircular shape in section, minimizing the contact surface of the heat transfer fluid with the second panel and therefore minimizing thermal losses.
  • the present invention also contemplates the inclusion of a third panel, made of thermal insulation material, attached or adhered to the intrados of the second panel.
  • Said third panel unlike the second panel, will be optimized to maximize thermal insulation without other requirements related to the conduction of the heat transfer fluid.
  • the third panel will preferably have a thickness greater than that of the second panel and/or a density less than that of the second panel and/or a thermal conductivity less than that of the second panel. This means that preferably the third panel will be thicker and better insulating than the second panel, and will have a lower density.
  • the first panel preferably has a density equal to or greater than 2200 kg/m 3 and/or a thermal conductivity equal to or greater than 0.8 W/m°K.
  • the first panel may also include additives, for example metallic additives, to increase its thermal conductivity.
  • the cladding panel has a height equal to or greater than 2.2m, and/or an area equal to or greater than 1.5m 2 that allows the entire height between floors of a building to be covered with a single panel, maximizing installation speed. and minimize the number of connections.
  • the cladding panel may have a weight equal to or less than 25kg/m 2 , or preferably equal to or less than 15 Kg/m 2 , which facilitates the manual installation of panels with a surface area greater than 1.5m 2 by two operators, without the need for lifting devices.
  • the intrados of the first panel has a conductive coating with a higher thermal conductivity than the thermal conductivity of the first panel.
  • This conductive coating conducts heat from the areas of the first panel that they are not directly facing a channel in low relief until the areas of the first panel in direct contact with the heat transfer fluid, accelerating their heat transfer to the heat transfer fluid and therefore improving the efficiency of the assembly.
  • Said conductive coating of the intrados of the first panel may be, for example, a paint, a varnish, an enamel, or an enamel with metal particles, or a metal vapor deposition.
  • the first panel may also have, at least on its outer surface, a selective absorbent coating transparent to sunlight in the visible spectrum and with low emissivity in the spectrum of infrared light and/or far infrared light.
  • This selective absorbent coating acts as an infrared trap, which maximizes the capture of thermal energy due to the incidence of sunlight, but reduces the losses due to radiation from the first panel through the front, increasing the efficiency of the whole.
  • the selective absorbent coating can be, for example, a varnish or an enamel.
  • the second panel is made of one of the following materials: rubber, rubber, ethylene propylene diene rubber, acrylic, polyamide, polycarbonate, polyester, expanded polystyrene, extruded polystyrene, polyisocyanurate, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene.
  • the perimeter of the cladding panel includes, on opposite sides, complementary tongue-and-groove configurations configured for coupling a succession of identical cladding panels through said tongue-and-groove configurations.
  • Said tongue-and-groove configurations may be formed by an offset between the first panel and the second panel, and/or by a tongue-and-groove configuration defined on the sides of the second panel.
  • the inlet connector and the outlet connector are each a conduit that passes through the second panel and is adhered to it around the entire perimeter of said conduit, providing a seal that is tight to the heat transfer fluid.
  • the inlet connector will be a segment of duct, preferably rigid, that passes through the second panel, accessing a first end of the channel in low relief, said duct being completely surrounded by the first panel and adhered to it. The same is applicable to the output connector.
  • This construction allows the input connector to be attached only to the second panel, providing a watertight seal around it, rather than between the first panel and the second panel, which would require the input connector to be adhered to both the first and second panels, making it difficult to ensure a watertight seal.
  • the input connector and the output connector be placed between the first panel and the second panel, in contact with and adhered to both panels, providing a joint that is tight to the heat transfer fluid, in order to minimize the thickness of the panel. cladding, facilitating its use, for example, as underfloor heating.
  • the cladding panel is anchored to a support by means of anchors, for example, a vertical or inclined support.
  • anchors for example, a vertical or inclined support.
  • anchorages may include the input connector and/or the output connector and/or a connection conduit between the input and output conductors of adjacent cladding panels.
  • the cladding panel will be fixed to its support through said input and/or output connectors that will form part of the anchorages, and/or through a connection conduit that allows the input and output connectors to be connected. outlet of adjacent cladding panels.
  • the cladding panel be adhered to a support, for example by means of adhesives or cement.
  • This solution is suitable for walkable floors, as it guarantees a correct transmission of compressive forces, or also for vertical or inclined walls that may have to withstand significant impacts or punctual or concentrated forces.
  • the input connector and the output connector of the same panel be parallel to each other and located at opposite ends of the same side of the cladding panel, facilitating the series connection of a plurality of cladding panels by means of a connector duct, preferably rigid, in the form of a U that connects the output connector of one panel with the input panel of an adjacent panel, which will be next to each other when placing the adjacent cladding panels.
  • said input and output connectors are parallel to the front of the first panel, being contained in the edge of the cladding panel, which allows it to be installed with little thickness, allowing the connecting duct to be coplanar with the thickness of the cladding panel .
  • the second panel will include a hollow space on its perimeter to house said connecting duct, leaving the cladding panels adjacent.
  • the input and output connectors of the same panel are parallel and coaxial, and are arranged on opposite sides of the cladding panel, allowing an input connector of one panel to be aligned and coaxial with an output connector of one panel. an adjacent cladding panel, facilitating its direct connection or through an interposed straight connector conduit.
  • the input connector and the output connector are perpendicular to the front of the first panel, and are accessible through the back of the second panel, allowing simple wiring from behind the cladding panel.
  • a system is also proposed according to which, in the same building, cladding panels are integrated on at least one exterior surface of the same exposed to direct sunlight, for the capture of thermal energy, and on at least one interior surface of a closed space of the building for the emission of thermal energy, with the exterior and interior cladding panels connected for the transmission of thermal energy from the exterior to the interior of the building.
  • the heat transfer fluid will preferably be water or water with an antifreeze such as glycol or a derivative thereof.
  • Fig. 1 shows a thermal energy collector and/or emitter cladding panel according to a first embodiment, where the channels in low relief of the second panel are meandering channels shown in broken lines;
  • Fig. 2 shows an exploded perspective view of the cladding panel shown in Fig. 1 where the first panel is shown separated from the second panel;
  • Fig. 1 shows a thermal energy collector and/or emitter cladding panel according to a first embodiment, where the channels in low relief of the second panel are meandering channels shown in broken lines;
  • Fig. 2 shows an exploded perspective view of the cladding panel shown in Fig. 1 where the first panel is shown separated from the second panel;
  • Fig. 1 shows a thermal energy collector and/or emitter cladding panel according to a first embodiment, where the channels in low relief of the second panel are meandering channels shown in broken lines;
  • Fig. 2 shows an exploded perspective view of the cladding panel shown in Fig. 1 where the first panel is shown separated from the second panel;
  • FIG. 3 shows an enlarged sectional view of a part of the proposed cladding panel, according to an embodiment in which the channels in low relief are semicircular and in which the cladding panel also includes a third insulating panel, the panel being shown siding laterally connected to another identical siding panel by a tongue-and-groove configuration, and in which the inlet and outlet connectors are perpendicular to the first panel and accessible from the reverse of the siding panel;
  • Fig. 4 shows an exploded view of the lining panel shown in Figure 3, where the first, second and third panels are shown separated, where the selective absorbent coating and the conductive coating on the front and back are shown in dashed lines of the first panel, and where the bonding sheet is shown;
  • Fig. 4 shows an exploded view of the lining panel shown in Figure 3, where the first, second and third panels are shown separated, where the selective absorbent coating and the conductive coating on the front and back are shown in dashed lines of the first panel, and where the bonding sheet is shown;
  • Fig. 5 shows an alternative embodiment of the cladding panel in which the embossed channels are branch channels, and in which the inlet and outlet connectors are coaxial and on opposite sides of the cladding panel;
  • Fig. 6 shows a sectioned perspective view of a building that includes the cladding panels on an exterior façade and on a flat roof that can be walked on, which act as collectors of thermal energy from incident sunlight, represented here by a ⁇ solar cone, and in interior flooring and interior wall cladding that acts as a thermal energy emitter, symbolized by an undulating arrow, where they are combined with some cladding panels with the same finished appearance but without capturing capacity and/or or broadcast that have been marked with a dither.
  • Fig. 6 shows a building in which cladding panels such as those proposed have been integrated, both on exterior surfaces where sunlight falls directly and where the cladding panels can act as collectors of solar thermal energy, as well as on closed interior surfaces. where the cladding panels can act as emitters of thermal energy for air conditioning of the interior spaces of the building.
  • Each proposed cladding panel includes at least a first panel (10), with a front (11) and a back (12), made of laminated and calibrated ceramic with a uniform thickness between 3mm and 6mm, a second panel (20) , with an obverse (21) and a reverse (22), made of insulating plastic material and with a thickness between 10mm and 20mm, the first panel (10) and the second panel (20) being adhered to each other.
  • the second panel (20) has, on its obverse (21), a channel (40) engraved in low relief, which can be formed by molding during the manufacture of the second panel (20), intended to channel a heat transfer fluid, typically water. with antifreeze.
  • This channel (40) will be wider than the bottom and may have a semicircular section.
  • the channel 40 is a meandering channel 40, while in the embodiment shown in Fig. 5 the channel 40 is a branch channel in an intermediate region of the channel.
  • the front (21) of the second panel (20) is adhered to a back (12) of the first panel (10) at least along its perimeter or preferably over its entire surface, providing a watertight perimeter joint between the first panel (10) and the second panel (20), and closing the channel
  • Two opposite ends of the channel (40) are connected, one to an inlet connector (41) and the other to an outlet connector (42), intended to allow the watertight coupling of a conduit or to connect in a watertight way with the outlet connector. (42) of one panel with the input connector (41) of another adjacent panel.
  • FIGs. 1 and 2 show the input (41) and output (42) connectors parallel to each other and parallel to the first panel (10), located at opposite ends of the same side of the cladding panel.
  • a U-shaped connection conduit is included for the interconnection of the output (42) and input connectors
  • connection duct (41) from adjacent panels.
  • connection duct (41) from adjacent panels.
  • connection duct also includes some anchors (60), in the form of a plate with holes for fixing it with screws to a support.
  • anchors 60
  • the next row of cladding panels can include, at one end, complementary configurations with the anchors (60) of the previous row, allowing their fixing.
  • an inlet connector (41) is shown in the form of a conduit in communication with the end of the channel (40) and passing through the second panel (20) and also the third panel ( 30), said conduit constituting the inlet connector (41) remaining completely surrounded by the constitutive material of the second panel (20), to which it is adhered forming a watertight joint.
  • the first panel (10) includes a conductive coating (50) on its back (12) with a higher thermal conductivity than that of the first panel (10) itself.
  • Said conductive coating (50) channels the heat from the entire surface of the back (12) of the first panel (10) towards the heat transfer fluid contained in the channels (40) in a more efficient way, or distributes the heat of the heat transfer fluid contained in the channels (40) on the entire surface of the reverse (12) of the first panel (10).
  • the front side (11) of the first panel (10) can also include a selective absorbent coating (51) with high transparency to visible light and low transparency to light. infrared light, especially infrared light in the far spectrum. This allows the incident solar energy, captured by the first panel, not to be lost in the form of infrared light through the face (11) of the first panel (10), without altering the appearance of the first panel or increasing its weight appreciably. .
  • a joining sheet (70) that is adhered on one side to the back (12) of the first panel (10) and on the other side to the front (21) of the second panel (20).
  • This connecting sheet serves to improve the connection between the first panel (10) and the second panel (20), ensuring a watertight connection.
  • the joining sheet (70) can be made of a thermoplastic material and can be joined to the first panel (10) by means of a thermofusion process, that is, it is applied to the first panel (10) with heat causing its fusion. at least partial and its adhesion when cooled, although the union of the joining sheet (70) to the first panel (10) by means of adhesives is not ruled out.
  • This solution ensures good adhesion to the first panel (10) and offers a plastic material surface with good compatibility with the constituent material of the second panel (20) for its correct adhesion, either by means of adhesives or by thermofusion.
  • the connecting sheet (70) is arranged at least on the perimeter of the second panel (20), surrounding the channel (40) in low relief, ensuring its sealing.
  • the cladding panel also includes a third panel (30) of insulating material, preferably thicker than the second panel (20) and made of a lighter and better insulating material than the second panel (20). constituting the second panel (20).
  • a third panel (30) of insulating material preferably thicker than the second panel (20) and made of a lighter and better insulating material than the second panel (20). constituting the second panel (20).
  • the described cladding panel can be easily cut with tools commonly used for cutting ceramic materials, allowing its size to be adapted to the dimensions of the surface to be clad.
  • the channel (40) is interrupted and therefore these cut panels cannot be connected to the heat transfer fluid circuit, but they allow them to be combined with the other complete cladding panels and connected to the heat transfer fluid circuit. In this way, this system allows a surface to be completely covered, adapting to its size and shape.
  • Fig. 6 shows a facade clad with cladding panels of this system in which, at its upper end, cut cladding panels have been included, marked with a grid.
  • Fig. 6 also shows a roof covered with cladding panels of this type and where those cladding panels that are not exposed to direct sunlight, also marked with a hatch, simply have not been connected to the fluid circuit. heat carrier

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Abstract

Panel de revestimiento colector y/o emisor de energía térmica que comprende un primer panel (10), un segundo panel (20) con un extradós (21) adherido al intradós (12) del primer panel (10), formando un sello estanco y con un canal (40) en bajo relieve, quedando el canal (40) adosado al intradós (12) del primer panel (10) formando un conducto, un conector de entrada (41) de fluido caloportador conectado a un primer extremo del canal (40), y un conector de salida (42) de fluido caloportador conectado a un segundo extremo del canal (40), en donde el primer panel (10) es de cerámica laminada y calibrada con un intradós y un extradós planos y lisos, y tiene un grosor uniforme comprendido entre 3mm y 6mm; y el segundo panel (20) es de plástico aislante térmico, impermeable y estable a temperaturas de hasta al menos 120°C.

Description

DESCRIPCIÓN
PANEL DE REVESTIMIENTO COLECTOR Y/O EMISOR DE ENERGÍA TÉRMICA
Campo de la técnica
La presente invención concierne a un panel de revestimiento colector y/o emisor de energía térmica, es decir, a un panel previsto para revestir otros elementos constructivos, como paredes, suelos y cubiertas, que además permite recoger energía térmica incidente, por ejemplo, energía solar, para su almacenaje y/o aprovechamiento, y/o que permite además emitir energía térmica suministrada a dicho panel de revestimiento, por ejemplo, para climatizar un espacio cerrado.
Estado de la técnica
Los paneles colectores y/o emisores de energía térmica son conocidos. Típicamente incluyen un primer panel, normalmente metálico, con conducciones de un fluido caloportador adheridas a su reverso, y con un vidrio cubriendo su anverso, a modo de trampa de infrarrojos.
Típicamente, la conducción empleada es una conducción metálica, para mejorar la transmisión térmica del primer panel a la conducción, de sección circular para facilitar su curvatura en cualquier dirección para obtener un circuito serpenteante. Sin embargo, el uso de conducciones metálicas incrementa las pérdidas térmicas, obligando a añadir un aislamiento térmico en el reverso del primer panel, y el uso de conducciones circulares minimiza la superficie de contacto entre dichas conducciones y el primer panel, minimizando la transferencia térmica entre ambos y obligando a añadir un elemento de relleno con buena conductividad térmica entre la conducción y el primer panel para mejorar la transferencia térmica.
La solución resultante es, por lo tanto, cara y pesada, por la inclusión de un vidrio cubriendo toda su superficie, y difícilmente integrable, de un modo estético, en una construcción, debido a las limitaciones que impone el uso de un acabado con vidrio. Además, esta solución está optimizada únicamente para la captación de energía térmica, pero no resulta eficiente como emisor de energía térmica, porque el uso del vidrio reduce la emisión de calor en forma de frecuencias infrarrojas.
Se conocen también otras soluciones similares a la anterior, pero en la que se renuncia al uso de un vidrio, lo que incrementa las pérdidas energéticas en forma de radiación infrarroja por el anverso del primer panel, que resulta perjudicial para su rendimiento cuando actúa como captador. Cuando el panel está destinado a su uso como captador de energía térmica, típicamente el primer panel es un panel metálico que, gracias a su elevada conductividad térmica, transmite el calor hacia el fluido caloportador de forma eficiente. Sin embargo, el uso de un panel metálico delgado, como el típicamente utilizado, si se usa sin el vidrio, radia muy rápidamente el calor hacia el anverso provocando que, por ejemplo, durante el paso de nubes, se pierda mucha energía del sistema y se produzcan fluctuaciones importantes en la temperatura del fluido caloportador. Estas fluctuaciones de temperatura, aunque sean durante poco tiempo, obligan a utilizar equipos calefactores auxiliares que consumen energía, típicamente gas o electricidad, para mantener la temperatura del fluido caloportador, lo que incrementa el coste y las emisiones del sistema de captación.
Además, los materiales metálicos presentan problemas de oxidación y típicamente tienen una reflectividad elevada, lo que obliga a revestirlos con pinturas o lacas protectoras que incrementan su captación de energía térmica, pero que reducen su conductividad térmica.
Además, los materiales metálicos no son un material que pueda cortarse de forma fácil i segura, ya que produce cantos afilados y sin protección ante la oxidación, lo que dificulta su adaptación arquitectónica en espacios predefinidos con paneles de remate cortados carentes de capacidad de captación.
En cuanto a la integración arquitectónica, se conocen también soluciones como la anteriormente descrita, carente de vidrio, que reviste el primer panel con un revestimiento decorativo tras el que se oculta el resto del panel colector y/o emisor de energía térmica. Sin embargo, este revestimiento adicional reduce enormemente la eficiencia del sistema, pues el revestimiento decorativo es el que, cuando funciona como captador, recibe la energía térmica incidente y tiene que transmitir dicha energía térmica hacia el primer panel, lo que reduce la eficiencia del sistema, o que cuando funciona como emisor presenta el mismo problema, pero con la energía moviéndose del primer panel hacia el revestimiento decorativo. Un ejemplo de este tipo de sistemas es el descrito en el documento ES2334876A1, en el que el revestimiento decorativo es una cubierta de tejas de pizarra.
Cuando el panel está destinado a su uso como emisor de energía térmica, se conoce que el primer panel sea un panel de cartón yeso, permitiendo su integración como pared interior de un espacio interior cerrado. Sin embargo, el panel de cartón yeso transmite el calor de un modo poco eficiente. Además, esta solución no puede utilizarse en suelos ni en exteriores, y solo permite su uso como emisor de calor, pero no como captador, lo que determina que sus volúmenes de fabricación serán reducidos y por lo tanto su precio elevado. Se conocen también paneles colectores y/o emisores de energía térmica que utilizan un panel con conducciones embebidas en su interior para la canalización del fluido caloportador, de manera que un anverso de dicho panel, expuesto a radiación solar, calentaría el fluido caloportador que circulara por su interior. Esta solución permite también la emisión de energía térmica a través de dicho panel, pues al no estar revestido de vidrio puede emitir calor en forma de radiación infrarroja. Sin embargo, en este tipo de soluciones, todo el material constitutivo del primer panel y situado en el lado del reverso produce pérdidas térmicas, pues presenta la misma conductividad térmica que el anverso.
Por ejemplo, el documento DE4240252A1 describe un panel formado a partir de un primer panel cerámico y un segundo panel cerámico simétricos, cada uno dotado de canales en bajo relieve en una de sus caras. La adhesión de los dos paneles cerámicos define conducciones en el interior del panel resultante. Esta solución requiere de paneles cerámicos moldeados con relieve, que es una técnica de fabricación que limita el tamaño máximo del panel, encarece su fabricación y requiere de unos espesores mínimos de material, produciendo paneles pequeños y pesados. Además, el panel resultante tendrá un peso y una inercia térmica elevada, y presentará pérdidas térmicas por su reverso o necesitará de un aislante térmico en su reverso.
El documento US2009229598A1 describe también el uso de paneles cerámicos que en este caso son paneles cerámicos extruidos que definen una pluralidad de canales longitudinales paralelos en su interior. Esta solución permite una fabricación más económica y ligera que la solución moldeada antes mencionada, pero incrementa la complicación de la conexión de los conductos, pues requiere de un colector en los extremos de los paneles cerámicos para conectar una conducción de entrada y una conducción de salida con todos los canales paralelos del primer panel, lo que encarece su instalación e incrementa los riesgos de fugas. Esta solución tampoco resuelve las pérdidas térmicas por el reverso del primer panel.
La presente invención soluciona los anteriores y otros problemas.
Breve descripción de la invención
La presente invención concierne a un panel de revestimiento colector y/o emisor de energía térmica que comprende, de un modo en sí conocido:
• un primer panel con un extradós previsto para quedar expuesto, y con un intradós;
• un segundo panel con un extradós, adherido al intradós del primer panel, y con un canal en bajo relieve definido en el extradós del segundo panel, quedando el canal adosado al intradós del primer panel formando un conducto para la canalización de un fluido caloportador, y formando la adhesión entre el primer panel y el segundo panel un sellado estanco al fluido caloportador al menos en una zona perimetral del segundo panel;
• un conector de entrada de fluido caloportador conectado a un primer extremo del canal en bajo relieve, y un conector de salida de fluido caloportador conectado a un segundo extremo del canal en bajo relieve, estando el conector de entrada y el conector de salida conectados a un circuito de fluido caloportador.
Así pues, en la solución propuesta, el segundo panel tiene gravado, en su anverso, un canal. Típicamente será un canal serpenteante, aunque no se descarta tampoco la ramificación del canal en múltiples ramales y su posterior reunificación, dentro del segundo panel, entre un primer extremo y un segundo extremo del canal en bajo relieve.
Dicho canal en bajo relieve estará por lo tanto abierto y será accesible a través del anverso del segundo panel, y por lo tanto podrá estar mecanizado o preferiblemente moldeado en el material que constituye el segundo panel a través de dicho anverso.
El anverso del segundo panel está adherido al reverso del primer panel, de manera que dicho reverso del primer panel cierra el canal en bajo relieve, convirtiéndolo en un conducto cerrado, de manera que un fluido caloportador que circule por su interior esté en contacto directo con el reverso del primer panel, maximizando la transferencia térmica entre ambos.
La adhesión entre el primer panel y el segundo panel producirá un sellado hermético del conducto definido por el canal en bajo relieve y el reverso del primer panel, siendo dicho conducto accesible únicamente a través de un conducto de entrada y de un conducto de salida conectados respectivamente a un primer y un segundo extremos opuestos del canal en bajo relieve.
Dichos conductos de entrada y de salida estarán conectados además a un circuito de fluido caloportador, permitiendo introducir el fluido caloportador en el canal en bajo relieve a través del primer extremo y su extracción a través del segundo extremo.
El citado circuito de fluido caloportador incluirá típicamente múltiples paneles de revestimiento colectores y/o emisores de energía térmica como el propuesto, conectados en serie, en paralelo o en una combinación de paneles en serie y en paralelo, y podrá incluir también otros elementos típicos de este tipo de circuitos, como por ejemplo un depósito acumulador aislado, un vaso de expansión y válvulas de regulación.
La presente invención propone, además, de un modo no conocido, que el primer panel sea de cerámica laminada y calibrada con un intradós y un extradós planos y lisos, y que tenga un grosor uniforme comprendido entre 3mm y 6mm, y que el segundo panel es de plástico aislante, impermeable y estable a temperaturas de hasta al menos 120°C.
La cerámica laminada y calibrada es una cerámica porcelánica obtenida mediante un proceso de fabricación que permite producir paneles de grandes dimensiones, de hasta 3m de longitud y con un ancho superior a 1m, perfectamente planos y con grosores muy delgados, incluso de solamente 3mm, 4mm, 5mm o 6mm de grosor. Este tipo de paneles cerámicos porcelánicos son suficientemente resistentes a impactos y a flexión, incluso con estos grosores tan reducidos, para permitir fabricar paneles muy grandes, de poco peso y que pueden ser manipulados sin romperse.
Además, es un material resistente a la intemperie, impermeable, que no se deteriora en contacto con los elementos y que puede ser pisado sin romperse, lo que permite su integración en suelos interiores o exteriores, paredes interiores o exteriores o tejados, pudiendo actuar indistintamente como captador o como emisor. Esto permite incrementar los volúmenes de fabricación y por lo tanto reducir precios.
Además, la cerámica es un material frecuentemente utilizado tanto en acabados exteriores como en acabados interiores, puesto que presenta una extensísima gama de colores y texturas, por lo que el uso de este material en el acabado del panel facilita su integración arquitectónica. La cerámica también puede ser cortada a la dimensión deseada, permitiendo por ejemplo cortar paneles cerámicos, sin capacidad de emisión y/o captación de energía térmica, para rematar zonas periféricas de una superficie cubierta con dichos paneles de revestimiento y permitiendo una integración arquitectónica completa en cualquier espacio. Esta característica permite recubrir completamente una superficie con paneles cerámicos con idéntica apariencia, combinado paneles colectores y/o emisores de energía térmica junto con otros paneles sin esta capacidad. El bajo coste de los paneles de revestimiento propuestos permite que algunos de éstos puedan ser cortados para adaptarse a las zonas periféricas, renunciando a su funcionalidad como panel captador y/o emisor, sin que ello suponga un sobrecoste. Esto permite simplificar la logística, pues no hay que calcular y enviar a obra dos tipos de paneles, abaratando nuevamente el conjunto.
Al poder cubrir completamente una superficie de cualquier tamaño y forma, este material puede constituir el único cerramiento y/o el acabado superficial de dicha superficie, haciendo también las funciones de impermeabilización y/o aislamiento y/o cerramiento. Esto permite que los paneles de revestimiento propuesto sustituyan a otros elementos constructivos, abaratando el conjunto resultante. El segundo panel está hecho de un material plástico, que puede ser mucho más ligero que el primer panel de material cerámico, y que proporciona cierto aislamiento térmico en el reverso del primer panel. Dicho segundo panel incluye los canales en bajo relieve en su grosor, pero dejando el fluido caloportador en contacto directo con el reverso del primer panel. Por lo tanto, el segundo panel proporciona aislamiento térmico al fluido caloportador que circula por su interior, lo que reduce las pérdidas térmicas, sin impedir la transmisión térmica del primer panel al fluido caloportador gracias al contacto directo entre ambos a través del reverso del primer panel que cubre los canales en bajo relieve.
El material plástico constitutivo del segundo panel estará seleccionado para soportar temperaturas de hasta 120°C sin deteriorarse, ya que estará en contacto directo con el fluido caloportador y con el primer panel, que si se expone al sol puede alcanzar temperaturas elevadas.
El panel de revestimiento resultante es un panel que puede ser fabricado de forma muy simple, y por lo tanto muy económica, permitiendo además la obtención de paneles de gran tamaño pero que, gracias al reducido peso por su pequeño espesor, resulta fácilmente manejable por uno o dos operarios. Los paneles de gran tamaño simplifican y aceleran la instalación, minimizando el número de conexiones, y por lo tanto abaratando también la instalación y reduciendo los posibles puntos de fuga del fluido caloportador.
Además, el acabado final del panel de revestimiento es indistinguible de un panel de revestimiento sin capacidades de captación y/o emisión de energía térmica, facilitando su integración arquitectónica junto a paneles sin esta capacidad, por ejemplo, en revestimientos de fachada o en pavimientos o paredes radiantes. Esto permite adaptar la superficie de captación o de emisión de energía térmica a las necesidades térmicas del edificio, completando el resto de superficies que no necesitan de dichas capacidades, o que deben ser cortados, con otros paneles con idéntica apariencia obteniendo un conjunto de apariencia uniforme.
Esta solución permite además utilizar, como primer panel, cualquier color de panel cerámico, aunque preferiblemente se recomienda el uso de colores oscuros, por ejemplo, colores con un albedo igual o inferior a 0,25 o que absorben al menos el 75% de la energía solar incidente, y permite también usar paneles cerámicos que incluyan un patrón, por ejemplo, de vetas de piedra, cenefas o imágenes.
Según otra realización de la invención, el segundo panel podrá estar hecho de un plástico no espumado, es decir de un plástico carente de aire atrapado en su interior. Preferiblemente dicho plástico no espumado tendrá una densidad comprendida entre los 600 kg/m3 y 1200 kg/m3, y/o una conductividad térmica igual o inferior a 0,25 W/m°K. Este tipo de plásticos son muy estables, rígidos y resistentes, y por lo tanto ofrecen también soporte estructural al conjunto del panel de revestimiento. La conductividad térmica de este tipo de materiales, muy inferior a la conductividad térmica del primer material, ofrece cierto aislamiento al reverso del primer material y al fluido caloportador.
Alternativamente se contempla que el segundo panel esté hecho de un plástico espumado, es decir de un plástico con aire atrapado en su interior. Preferiblemente dicho plástico espumado tendrá una densidad comprendida entre los 10 kg/m3 y 200 kg/m3 y/o una conductividad térmica igual o inferior a 0,12 W/m°K. Así pues, los plásticos espumados propuestos son más ligeros y ofrecen mejor aislamiento térmico que los plásticos no espumados, sin embargo, proporcionan una resistencia estructural mucho menor al primer panel que los plásticos no espumados antes mencionados.
Según una realización preferida, el segundo panel tendrá un grosor igual o inferior a 20mm, o preferiblemente igual o inferior a los 14mm. Se propone también que, de forma alternativa o complementaria, el canal en bajo relieve tenga una profundidad máxima igual o inferior a los 15mm o preferiblemente igual o inferior a los 10mm. Así pues, el conjunto del primer y el segundo panel tendrá un grosor igual o inferior a los 26mm o incluso igual o inferior a los 20mm.
En lo referente a la adhesión del primer y segundo paneles, se propone que el segundo panel pueda estar adherido al primer panel por termofusión, es decir por una fusión parcial, y posterior solidificación, del anverso del segundo panel en contacto con el reverso del primer panel, causando su unión estanca. Esto puede lograrse mediante un calentamiento del primer panel, a una temperatura por encima de los 120°C, a la posterior superposición del segundo panel, y al posterior enfriamiento.
Alternativamente, el segundo panel podrá estar adherido al primer panel mediante un adhesivo estable a temperaturas de hasta al menos 120°C.
El segundo panel podrá estar adherido al primer panel también a través de una lámina de unión pegada o termofundida al primer panel y al segundo panel, por ejemplo, una lámina que defina un marco alrededor del canal en bajo relieve proporcionando un sellado perimetral. Dicha lámina de material interpuesto podrá estar adherida al primer panel por una cara y al segundo panel por la cara opuesta, o podrá estar unida tanto al primer panel como al segundo panel en zonas lateralmente adyacentes de la misma cara de la lámina de material interpuesto.
Según una realización, dicha lámina de unión puede estar hecha de un polímero termoplástico, que puede estar unido al reverso del primer panel mediante termofusión, y que puede estar unido al segundo panel mediante adhesivos o también por termofusión.
Según otra realización de la invención, el canal en bajo relieve será más ancho que fondo.
Se contempla también que la anchura del canal en bajo relieve sea decreciente en profundidad y máxima en su superficie de contacto con el intradós con el primer panel. Esto maximiza la superficie de transferencia térmica entre el fluido caloportador y el primer panel, limitando el volumen de fluido caloportador. Por ejemplo, se contempla que el canal pueda tener una forma semicircular en sección, minimizando la superficie de contacto del fluido caloportador con el segundo panel y por lo tanto minimizando las pérdidas térmicas.
La presente invención contempla también la inclusión de un tercer panel, de material aislante térmico, adosado o adherido al intradós del segundo panel. Dicho tercer panel, a diferencia del segundo panel, estará optimizado para maximizar el aislamiento térmico sin otros requisitos relacionados con la conducción del fluido caloportador.
El tercer panel tendrá, preferiblemente, un grosor superior al del segundo panel y/o una densidad inferior a la del segundo panel y/o una conductividad térmica inferior a la del segundo panel. Es decir que de forma preferida el tercer panel será más grueso y mejor aislante que el segundo panel, y tendrá una densidad menor.
El primer panel es preferible que tenga una densidad igual o superior a 2200 kg/m3 y/o una conductividad térmica igual o superior a 0,8 W/m°K. El primer panel podrá incluir también aditivos, por ejemplo, aditivos metálicos, para incrementar su conductividad térmica.
Preferiblemente el panel de revestimiento tiene una altura igual o superior a 2,2m, y/o una superficie igual o superior a 1,5m2 que permite cubrir toda la altura entre forjados de un edificio con un solo panel, maximizar la velocidad de instalación y minimizar el número de conexiones.
El panel de revestimiento podrá tener un peso igual o inferior a 25kg/m2, o preferiblemente igual o inferior a 15 Kg/m2, lo que facilita la instalación manual de paneles con una superficie superior a 1 ,5m2 por parte de dos operarios, sin necesidad de aparatos de elevación.
Según otra realización de la invención, el intradós del primer panel tiene un recubrimiento conductor con una conductividad térmica superior a la conductividad térmica del primer panel. Este recubrimiento conductor conduce el calor desde las zonas del primer panel que no están directamente enfrentadas a un canal en bajo relieve hasta las zonas del primer panel en contacto directo con el fluido caloportador, acelerando su transmisión de calor hacia el fluido caloportador y por lo tanto mejorando la eficiencia del conjunto.
El citado recubrimiento conductor del intradós del primer panel podrá ser, por ejemplo, una pintura, un barniz, un esmalte, o un esmalte con partículas metálicas, o una deposición de vapores metálicos.
El primer panel puede tener también, al menos en su extradós, un recubrimiento absorbente selectivo transparente a la luz solar en el espectro visible y con una baja emisividad en el espectro de la luz infrarroja y/o de la luz infrarroja lejana. Este recubrimiento absorbente selectivo actúa como una trampa de infrarrojos, que maximiza la captación de energía térmica por la incidencia de luz solar, pero que reduce las pérdidas por radiación del primer panel a través de anverso, incrementando la eficiencia del conjunto.
El recubrimiento absorbente selectivo puede ser, por ejemplo, un barniz o un esmalte.
Según otra realización de la invención, el segundo panel está compuesto de uno de los siguientes materiales: goma, caucho, caucho de etileno propileno dieno, acrílico, poliamida, policarbonato, poliéster, poliestireno expandido, poliestireno extrudido, polisocianurato, polieteretercetona, politetrafluoroetileno.
Se contempla además que el perímetro del panel de revestimiento incluya, en costados opuestos, configuraciones machihembradas complementarias configuradas para el acople de una sucesión de paneles de revestimiento idénticos a través de dichas configuraciones machihembradas. Dichas configuraciones machihembradas pueden estar formadas por un desplazamiento entre el primer panel y el segundo panel, y/o por una configuración machihembrada definida en los costados del segundo panel.
Se propone también que el conector de entrada y el conector de salida sean, cada uno, un conducto que atraviese el segundo panel y que esté adherido al mismo en todo el perímetro del citado conducto, proporcionando una junta estanca al fluido caloportador. Es decir, que el conector de entrada será un segmento de conducto, preferiblemente rígido, que atraviese el segundo panel accediendo a un primer extremo del canal en bajo relieve, quedando dicho conducto completamente rodeado por el primer panel y adherido al mismo. Lo mismo es aplicable al conector de salida.
Esta construcción permite que el conector de entrada esté adherido solamente al segundo panel, proporcionando un sellado estanco a su alrededor, en vez de situarse entre el primer panel y el segundo panel, lo que requeriría que el conector de entrada estuviera adherido tanto al primer como al segundo paneles, dificultando garantizar un sellado estanco.
Alternativamente se propone que el conector de entrada y el conector de salida se emplacen entre el primer panel y el segundo panel, en contacto con y adherido a ambos paneles, proporcionando una junta estanca al fluido caloportador, con el fin de minimizar el grosor del panel de revestimiento, facilitando su uso por ejemplo como suelo radiante.
En una realización preferida de la invención, el panel de revestimiento está anclado a un soporte mediante unos anclajes, por ejemplo, un soporte vertical o inclinado. Esta solución permite el montaje en seco y la instalación en fachadas y tejados.
Se propone que dichos anclajes puedan incluir el conector de entrada y/o el conector de salida y/o un conducto de conexión entre los conductores de entrada y de salida de paneles de revestimiento adyacentes. Es decir, que el panel de revestimiento se fijará a su soporte a través de dichos conectores de entrada y/o de salida que constituirán parte de los anclajes, y/o a través de un conducto de conexión que permita conectar los conectores de entrada y de salida de paneles de revestimiento adyacentes.
Alternativamente se propone que el panel de revestimiento esté adherido a un soporte, por ejemplo, mediante adhesivos o cemento. Esta solución es adecuada para suelos transitables, pues garantiza una correcta transmisión de los esfuerzos de compresión, o también para paramentos verticales o inclinados que puedan tener que soportar impactos o fuerzas puntuales o concentradas importantes.
Se propone también que el conector de entrada y el conector de salida de un mismo panel sean paralelos entre sí y estén emplazados en extremos opuestos de un mismo costado del panel de revestimiento, facilitando el conexionado en serie de una pluralidad de paneles de revestimiento mediante un conducto conector, preferiblemente rígido, en forma de U que conecte el conector de salida de un panel con el panel de entrada de un panel adyacente, que quedarán uno junto al otro al situar los paneles de revestimiento adyacentes.
Preferiblemente, dichos conectores de entrada y de salida son paralelos al anverso del primer panel, estando contenidos en el canto del panel de revestimiento, lo que permite su instalación con escaso grosor, permitiendo que el conducto conector quede coplanar con el grosor del panel de revestimiento. En esta realización el segundo panel incluirá un espacio hueco en su perímetro para alojar dicho conducto conector, quedando los paneles de revestimiento adyacentes. Según otra realización, los conectores de entrada y de salida de un mismo panel son paralelos y coaxiales, y están dispuestos en costados opuestos del panel de revestimiento, permitiendo que un conector de entrada de un panel quede alineado y coaxial con un conector de salida de un panel de revestimiento adyacente, facilitando su conexionado directo o mediante un conducto conector recto interpuesto.
En otra realización el conector de entrada y el conector de salida son perpendiculares al anverso del primer panel, y son accesibles a través del reverso del segundo panel, permitiendo un conexionado simple desde detrás del panel de revestimiento.
Otras disposiciones de los conectores de entrada y de salida también están contempladas.
Se propone también un sistema según el cual se integran, en una misma edificación, paneles de revestimiento en al menos una superficie exterior del mismo expuesta a la luz solar directa, para la captación de energía térmica, y en al menos una superficie interior de un espacio cerrado de la edificación para la emisión de energía térmica, estando los paneles de revestimiento exteriores e interiores conectados para la transmisión de energía térmica desde el exterior hacia el interior de la edificación.
El fluido caloportador será preferiblemente agua o agua con un anticongelante como por ejemplo glicol o un derivado del mismo.
Se entenderá también que cualquier rango de valores ofrecido puede no resultar óptimo en sus valores extremos y puede requerir de adaptaciones de la invención para que dichos valores extremos sean aplicables, estando dichas adaptaciones al alcance de un experto en la materia.
Otras características de la invención aparecerán en la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización.
Breve descripción de las figuras
Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a título ilustrativo y no limitativo, en los que: la Fig. 1 muestra un panel de revestimiento colector y/o emisor de energía térmica según una primera realización, donde los canales en bajo relieve del segundo panel son canales serpenteantes que se muestran en línea discontinua; la Fig. 2 muestra una vista perspectiva explotada del panel de revestimiento mostrado en la Fig. 1 donde se muestra el primer panel separado del segundo panel; la Fig. 3 muestra una vista en sección ampliada de una parte del panel de revestimiento propuesto, según una realización en la cual los canales en bajo relieve son semicirculares y en la cual el panel de revestimiento incluye también un tercer panel aislante, mostrándose el panel de revestimiento conectado lateralmente a otro panel de revestimiento idéntico mediante una configuración machihembrada, y en la que los conectores de entrada y de salida son perpendiculares al primer panel y accesibles por el reverso del panel de revestimiento; la Fig. 4 muestra una vista explotada del panel de revestimiento mostrado en la figura 3, en donde se muestran el primer, segundo y tercer paneles separados, en donde se muestran en línea discontinua el recubrimiento absorbente selectivo y el recubrimiento conductor del anverso y reverso del primer panel, y en donde se muestra la lámina de unión; la Fig. 5 muestra una realización alternativa del panel de revestimiento en la que los canales en bajo relieve son canales ramificados, y en la que los conectores de entrada y de salida están coaxiales y en costados opuestos del panel de revestimiento; la Fig. 6 muestra una vista perspectiva seccionada de un edificio que incluye los paneles de revestimiento en una fachada exterior y en una cubierta plana que puede ser transitable, que actúan como captadores de energía térmica de la luz solar incidente, representado aquí mediante un ¡cono solar, y en un pavimento interior y un revestimiento de pared interior que actúa como emisor de energía térmica, simbolizado por una flecha ondulante, en donde se combinan con algunos paneles de revestimiento con el mismo aspecto de acabado pero sin capacidad de captación y/o emisión que han sido señalados con un tramado.
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de realización
Las figuras adjuntas muestran ejemplos de realización con carácter ilustrativo no limitativo de la presente invención.
La Fig. 6 muestra una edificación en la cual se han integrado paneles de revestimiento como los propuestos, tanto en superficies exteriores donde la luz solar incide directamente y donde los paneles de revestimiento pueden actuar como captadores de energía térmica solar, como en superficies interiores cerrados donde los paneles de cerramiento pueden actuar como emisores de energía térmica para climatización de los espacios interiores de la edificación.
Cada panel de revestimiento propuesto incluye al menos un primer panel (10), con un anverso (11) y un reverso (12), hecho de cerámica laminada y calibrada con un grosor uniforme de entre 3mm y 6mm, un segundo panel (20), con un anverso (21) y un reverso (22), hecho de material plástico aislante y con un grosor comprendido entre los 10mm y los 20mm, estando el primer panel (10) y el segundo panel (20) adheridos entre sí.
El segundo panel (20) tiene, en su anverso (21), un canal (40) gravado en bajo relieve, que puede estar formado por moldeo durante la fabricación del segundo panel (20), destinado a canalizar un fluido caloportador, típicamente agua con anticongelante. Este canal (40) será más ancho que fondo y puede tener una sección semicircular.
En la realización mostrada en las Figs. 1 y 2, el canal (40) es un canal (40) serpenteante, mientras que en la realización mostrada en la Fig. 5 el canal (40) es un canal ramificado en una zona intermedia del canal.
El anverso (21) del segundo panel (20) está adherido a un reverso (12) del primer panel (10) al menos en su perímetro o preferiblemente en toda su superficie, proporcionando una junta perimetral estanca entre el primer panel (10) y el segundo panel (20), y cerrando el canal
(40), poniendo el fluido caloportador canalizado por el conducto (40) en contacto directo con el primer panel (10) a través de una amplia superficie de contacto, maximizando la transferencia térmica.
Dos extremos opuestos del canal (40) están conectados uno a un conector de entrada (41) y otro a un conector de salida (42), previstos par permitir el acople estanco de una conducción o para conectar de forma estanca con el conector de salida (42) de un panel con el conector de entrada (41) de otro panel adyacente.
Por ejemplo, en las Figs. 1 y 2 se muestran los conectores de entrada (41) y de salida (42) paralelos entre sí y paralelos al primer panel (10), situados en extremos opuestos de un mismo costado del panel de revestimiento. En estos ejemplos se incluye un conducto de conexión en forma de U para la interconexión de los conectores de salida (42) y de entrada
(41) de paneles adyacentes. Esta configuración permite colocar el conducto de conexión tras colocar los paneles de revestimiento en su emplazamiento definitivo, y permite además proporcionar un anclaje mecánico entre los paneles de revestimiento adyacentes.
En estas realizaciones mostradas, el conducto de conexión incluye también unos anclajes (60), en forma de placa con agujeros para su fijación con tornillos a un soporte. Esto permite colocar los paneles de revestimiento, conectarlos entre sí mediante en conducto de conexión que puede insertarse desde el testero de una fila de paneles de revestimiento, y posteriormente fijar cada uno de dichos conductos de conexión a un soporte mediante tornillos a través del citado anclaje (60), quedando los paneles de revestimiento fijados al soporte. La siguiente hilera de paneles de revestimiento puede incluir, en un extremo, unas configuraciones complementarias con los anclajes (60) de la hilera anterior, permitiendo su fijación.
En la realización mostrada en las Fig. 3 y 4, se muestra un conector de entrada (41) en forma de conducto en comunicación con el extremo del canal (40) y que atraviesa el segundo panel (20) y también en tercer panel (30), quedando dicho conducto constitutivo del conector de entrada (41) completamente rodeado por el material constitutivo del segundo panel (20), al que está adherido formando una unión estanca.
Según la realización mostrada en la Fig. 4, el primer panel (10) incluye un recubrimiento conductor (50) en su reverso (12) con una conductividad térmica superior a la del propio primer panel (10). Dicho recubrimiento conductor (50) canaliza el calor de toda la superficie del reverso (12) del primer panel (10) hacia el fluido caloportador contenido en los canales (40) de un modo más eficiente, o distribuye el calor del fluido caloportador contenido en los canales (40) en toda la superficie del reverso (12) del primer panel (10).
Cuando el panel de revestimiento está destinado a la captación de energía térmica, el anverso (11) del primer panel (10) puede incluir también un recubrimiento absorbente selectivo (51) con una elevada transparencia a la luz visible y con una reducida transparencia a la luz infrarroja, especialmente a la luz infrarroja en el espectro lejano. Esto permite que la energía solar incidente, capturada por el primer panel, no se pierda en forma de luz infrarroja a través del anverso (11) del primer panel (10), sin alterar la apariencia del primer panel ni incrementar su peso de forma apreciable.
En la Fig. 4 se muestra también una lámina de unión (70) que se adhiere por una cara al reverso (12) del primer panel (10) y por la otra cara al anverso (21) del segundo panel (20). Esta lámina de unión sirve para mejorar la unión entre el primer panel (10) y el segundo panel (20), asegurando una unión estanca. En este ejemplo, la lámina de unión (70) puede ser de un material termoplástico y puede estar unida al primer panel (10) mediante un proceso de termofusión, es decir que se aplica sobre el primer panel (10) con calor causando su fusión al menos parcial y su adhesión al enfriarse, aunque no se descarta la unión de la lámina de unión (70) al primer panel (10) mediante adhesivos. Esta solución asegura una buena adhesión al primer panel (10) y ofrece una superficie de material plástico con una buena compatibilidad con el material constitutivo del segundo panel (20) para su correcta adhesión, ya sea mediante adhesivos o mediante termofusión.
La lámina de unión (70) se dispone al menos en el perímetro del segundo panel (20), rodeando el canal (40) en bajo relieve, asegurando su estanqueidad.
En la realización mostrada en las Fig. 3 y 4, el panel de revestimiento incluye también un tercer panel (30) de material aislante, preferiblemente más grueso que el segundo panel (20) y hecho de un material más ligero y mejor aislante que el que constituye el segundo panel (20). Esto permite fabricar el conjunto de primer y segundo panel con el mejor grosor posible y con los mejores materiales para asegurar su estanqueidad, y usar el tercer panel (30) para lograr el aislamiento deseado con el material más adecuado para conseguir dicho aislamiento sin requerimientos relacionados con la conducción del fluido caloportador. Esto permite además adaptar fácilmente el aislamiento del panel sin dificultado ni costes adicionales, simplemente modificando el grosor del tercer panel.
El panel de revestimiento descrito puede ser fácilmente cortado con herramientas comúnmente utilizadas para el corte de materiales cerámicos, permitiendo adaptar su tamaño a las dimensiones de la superficie a revestir. Evidentemente en los paneles de revestimiento cortados el canal (40) queda interrumpido y por lo tanto estos paneles cortados no pueden ser conectados al circuito de fluido caloportador, pero permiten combinarse con los otros paneles de revestimiento enteros y conectados al circuito de fluido caloportador. De esta manera este sistema permite revestir completamente una superficie adaptándose a su tamaño y forma.
En la Fig. 6 se muestra una fachada revestida con paneles de revestimiento de este sistema en la que, en su extremo superior, se han incluido los paneles de revestimiento cortados, marcados con una trama. En la Fig. 6 se muestra también una azotea cubierta con paneles de revestimiento de este tipo y en donde aquellos paneles de revestimiento que no están expuestos a la luz solar directa, marcados también con una trama, simplemente no se han conectado al circuito de fluido caloportador. Se entenderá que las diferentes partes que constituyen la invención descritas en una realización pueden ser libremente combinadas con las partes descritas en otras realizaciones distintas, aunque no se haya descrito dicha combinación de forma explícita, siempre que el resultado de dicha combinación esté dentro del ámbito de las reivindicaciones y siempre que no exista una incompatibilidad en la combinación.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Panel de revestimiento colector y/o emisor de energía térmica que comprende: un primer panel (10) con un extradós (11) previsto para quedar expuesto, y con un intradós (12); un segundo panel (20) con un extradós (21), adherido al intradós (12) del primer panel (10), y con un canal (40) en bajo relieve definido en el extradós (21) del segundo panel (20), quedando el canal (40) adosado al intradós (12) del primer panel (10) formando un conducto para la canalización de un fluido caloportador, formando la adhesión entre el primer panel (10) y el segundo panel (20) un sellado estanco al fluido caloportador al menos en una zona perimetral del segundo panel (20); un conector de entrada (41) de fluido caloportador conectado a un primer extremo del canal (40) en bajo relieve, y un conector de salida (42) de fluido caloportador conectado a un segundo extremo del canal (40) en bajo relieve, estando el conector de entrada (41) y el conector de salida (42) conectados a un circuito de fluido caloportador; caracterizado porque el primer panel (10) es de cerámica laminada y calibrada con un intradós y un extradós planos y lisos, y tiene un grosor uniforme comprendido entre 3mm y 6mm; el segundo panel (20) es de plástico aislante térmico, impermeable y estable a temperaturas de hasta al menos 120°C.
2. Panel de revestimiento según reivindicación 1 en donde el segundo panel (20) está compuesto de un plástico no espumado, o un plástico no espumado con una densidad comprendida entre los 600 kg/m3 y 1200 kg/m3, y/o con una conductividad térmica igual o inferior a 0,25 W/m°K.
3. Panel de revestimiento según reivindicación 1 en donde el segundo panel (20) está compuesto de un plástico espumado, o un plástico espumado con una densidad comprendida entre los 10 kg/m3 y 200 kg/m3 y/o con una conductividad térmica igual o inferior a 0,12 W/m°K.
4. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde
• el segundo panel (20) tiene un grosor igual o inferior a 20mm, y/o en donde el canal (40) en bajo relieve tiene una profundidad máxima igual o inferior a los 15mm, o el segundo panel (20) tiene un grosor igual o inferior a 14mm, y/o en donde el canal (40) en bajo relieve tiene una profundidad máxima igual o inferior a los 10mm,
5. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el segundo panel (20) está adherido al primer panel (10) por termofusión.
6. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 anteriores en donde el segundo panel (20) está adherido al primer panel (10) mediante un adhesivo estable a temperaturas de hasta al menos 120°C.
7. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 anteriores en donde el segundo panel (20) está unido al primer panel (10) a través de una lámina de unión (70), o una lámina de unión (70) hecha de un polímero termoplástico pegada o termofundida al primer panel (10) y pegada o termofundida al segundo panel (20).
8. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el canal (40) en bajo relieve es más ancho que fondo y/o en donde la anchura del canal (40) en bajo relieve es decreciente en profundidad y es máxima en su superficie de contacto con el intradós (12) con el primer panel (10).
9. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde se incluye además un tercer panel (30), de material aislante térmico, adosado o adherido al intradós (22) del segundo panel (20).
10. Panel de revestimiento según reivindicación 9 en donde el tercer panel (30) tiene un grosor superior al del segundo panel (20) y/o una densidad inferior a la del segundo panel (20) y/o una conductividad térmica inferior a la del segundo panel (20).
11. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el primer panel (10) tiene una densidad igual o superior a 2200 kg/m3 y/o una conductividad térmica igual o superior a 0,8 W/m°K.
12. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el panel de revestimiento tiene una altura igual o superior a 2,2m y/o una superficie igual o superior a 1 ,5m2 y/o un peso igual o inferior a 25kg/m2 o igual o inferior a 15Kg/m2.
13. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el intradós (12) del primer panel (10) tiene un recubrimiento conductor (50) con una conductividad térmica superior a la conductividad térmica del primer panel (10). 19
14. Panel de revestimiento según reivindicación 13 en donde el recubrimiento conductor (50) es una pintura, un barniz, un esmalte, o un esmalte con partículas metálicas, o una deposición de vapores metálicos.
15. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el primer panel (10) tiene, al menos en su extradós, un recubrimiento absorbente selectivo (51) transparente a la luz solar en el espectro visible y con una baja emisividad en el espectro de la luz infrarroja y/o de la luz infrarroja lejana.
16. Panel de revestimiento según reivindicación 15 en donde el recubrimiento absorbente selectivo (51) es un barniz o un esmalte.
17. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el segundo panel (20) está compuesto de uno de los siguientes materiales: goma, caucho, caucho de etileno propileno dieno, acrílico, poliamida, policarbonato, poliéster, poliestireno expandido, poliestireno extrudido, polisocianurato, polieteretercetona, politetrafluoroetileno.
18. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el perímetro del panel de revestimiento incluye, en costados opuestos, configuraciones machihembradas complementarias configuradas para el acople de una sucesión de paneles de revestimiento idénticos a través de dichas configuraciones machihembradas.
19. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el conector de entrada (41) y el conector de salida (42) son, cada uno, un conducto que atraviesa el segundo panel (20) y que está adherido al mismo en todo su perímetro proporcionando una junta estanca al fluido caloportador.
20. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18 anteriores en donde el conector de entrada (41) y el conector de salida (42) son, cada uno, un conducto situado en contacto tanto con el primer panel (10) y como con el segundo panel (20), y adherido a ambos proporcionando una junta estanca al fluido caloportador.
21. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el panel de revestimiento está anclado a un soporte mediante unos anclajes (60).
22. Panel de revestimiento según reivindicación 21 en donde dichos anclajes (60) incluyen el conector de entrada y/o el conector de salida y/o un conducto de conexión entre los conductores de entrada y de salida de paneles de revestimiento adyacentes.
23. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20 anteriores en donde el panel de revestimiento está adherido a un soporte. 20
24. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el primer panel (10) incluye aditivos o aditivos metálicos para incrementar su conductividad térmica.
25. Panel de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el conector de entrada (41) y el conector de salida (42) de un mismo panel son paralelos entre sí y están emplazados en extremos opuestos de un mismo costado del panel de revestimiento.
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