ES2287802T3 - Contraventana que comprende un convertidor solar de aire. - Google Patents

Abstract

Contraventana pivotante para edificio, que puede ocupar una posición abierta, contra una pared del edificio, y una posición cerrada, frente a una abertura acristalada del edificio, que comprende un marco rígido (6), caracterizada porque, al menos, un sensor solar (7) de doble cara está montado en el marco rígido y comprende, al menos, una entrada (13, 14) de aire frío en cada una de sus caras y, al menos, un paso de circulación e intercambio térmico para el aire, comunicando dicho paso con un medio flexible que dirige el aire caliente hacia el interior del edificio.

Description

Contraventana que comprende un convertidor solar de aire.

La presente invención tiene por objeto una contraventana pivotante para edificio, que comprende un sensor solar de aire.

Se conoce la importancia que conviene conceder a las economías de energía, en particular en edificios, para calentar las viviendas cuando la temperatura exterior sea baja. Se sabe recuperar la energía solar utilizando sensores solares dispuestos, generalmente, en el tejado de los edificios y en el interior de los cuales circula un fluido portador de calor que pueda ser utilizado luego para transmitir las calorías al interior de las viviendas.

Se conocen, también, convertidores solares de aire en cuyo interior se provoca una circulación de aire frío que se calienta merced a la energía solar que atraviesa paneles traslúcidos o transparentes que producen un efecto de invernadero.

Generalmente, estos dispositivos convertidores o sensores solares utilizados en los edificios se montan de manera fija en elementos del edificio.

Se conoce, también, a partir del documento FR 2 487 485, una contraventana pivotante que comprende un sensor solar con una entrada de aire frío y un paso de circulación e intercambio térmico para el aire.

La presente invención tiene por objeto aumentar la eficacia de tales sensores solares y mejorar así el rendimiento calorífico en lo que se refiere al calentamiento de las viviendas de un edificio.

Con este fin, la presente invención prevé incorporar un sensor solar de aire en una contraventana pivotante montada en la fachada de un edificio.

La contraventana pivotante para edificio de acuerdo con la invención comprende un marco rígido y puede ocupar una posición abierta, contra la pared del edificio, y una posición cerrada, frente a una abertura acristalada del edificio. Al menos un sensor solar de doble cara está montado en el marco rígido. El sensor solar comprende, al menos, una entrada de aire frío en cada una de sus caras y, al menos, un paso de circulación e intercambio térmico para el aire. Dicho paso comunica con un medio flexible que dirige el aire caliente hacia el interior del edificio. El medio flexible puede estar previsto a modo de tubo flexible fijado por uno de sus extremos en la contraventana y por su otro extremo en un conducto fijo conectado con el edificio y que desemboque en el interior del mismo.

De esta manera, el aire fijo que penetre en el sensor solar es calentado y conducido al interior del edificio, cualquiera que sea la posición de la contraventana.

En un modo de realización preferido, la contraventana comprende, además, un ventilador de puesta en circulación del aire, accionado mediante un motor eléctrico y montado en el marco rígido. De ese modo, se mejora la circulación del aire en el sensor.

El motor eléctrico puede ser alimentado con corriente eléctrica de la red por medio de una conexión flexible que conecte la contraventana pivotante con el edificio. Si es necesario, puede preverse un transformador. De acuerdo con una variante preferida, el motor eléctrico puede ser alimentado con corriente eléctrica mediante, al menos, un par de módulos fotovoltaicos montados en el marco rígido, en cada una de las caras de la contraventana. De ese modo se garantiza la alimentación eléctrica cualquiera que sea la posición de la contraventana.

En un modo de realización ventajosa, el sensor solar de doble cara comprende dos caras transparentes y dos elementos absorbentes previstos dentro del sensor, frente a las caras transparentes, definiendo el conjunto dos primeros pasos de aire, que comunican, cada uno, con una de las entradas de aire, seguidos de un segundo paso de aire que comunica con el medio flexible a través de un colector.

Gracias a esta estructura, se limitan las pérdidas térmicas, garantizando los flujos de aire que circulan en el sensor cierto aislamiento térmico.

Las entradas de aire frío están previstas, ventajosamente, en la parte inferior del sensor, y, el colector, en la parte inferior del marco rígido.

En un modo de realización ventajoso, está previsto un medio para mantener el tubo flexible con tensión mecánica cualquiera que sea la posición de la contraventana. De esta manera, el pivotamiento de la contraventana no afecta a la forma del tubo flexible, que cumple siempre su función de alimentación del interior del edificio con aire caliente.

El tubo flexible, por ejemplo, puede estar conectado con un extremo de un resorte fijado en el conducto fijo, pudiendo deslizar el tubo flexible en el interior de parte del conducto flexible.

El tubo flexible puede estar conectado con un extremo del resorte por medio de un manguito solidario con el tubo flexible.

La invención se comprenderá mejor a partir del estudio de un ejemplo no limitativo, descrito con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista frontal de una ventana de un edificio que muestra dos contraventanas pivotantes en posición cerrada;

- la figura 2 es una vista frontal, análoga a la figura 1, que muestra la misma ventana con las dos contraventanas pivotantes en posición abierta;

- la figura 3 es una vista esquemática, en corte por la línea III-III de la figura 1, que muestra la estructura interna de una de las contraventanas;

- la figura 4 es una vista esquemática, en corte mediante un plano horizontal por la línea IV-IV de la figura 2;

- la figura 5 es una vista, análoga a la figura 4, en corte por la línea V-V de la figura 1; y

- la figura 6 es una vista exterior en la dirección de la flecha F de la figura 4.

En el ejemplo mostrado en las figuras, la fachada 1 de un edificio presenta una ventana doble 2 que comprende una parte acristalada 3 y un marco rígido 4. Cada una de las ventanas 2 está provista de una contraventana pivotante 5 representada en posición cerrada en la figura 1 y en posición abierta en la figura 2. Así, cada una de las contraventanas puede ocupar una posición abierta, contra la pared de la fachada 1 del edificio (figura 2), y una posición cerrada, frente a la abertura acristalada (figura 1). El pivotamiento de las contraventanas 5 se garantiza mediante bisagras 5a. Cada contraventana 5 comprende un marco rígido 6, en cuyo interior está montado un sensor solar 7 de doble cara.

Como puede verse en la figura 3, el sensor solar 7 presenta dos caras transparentes 8, 9 hechas de vidrio o material sintético, tal como policarbonato. La cara transparente 8 se encuentra, en posición cerrada de la contraventana, en dirección al interior del edificio, mientras que la cara 9 se encuentra en dirección al exterior. Entre las dos caras transparentes 8, 9 están montados dos elementos absorbentes 10, que se presentan en forma de dos placas metálicas provistas de un revestimiento oscuro, por ejemplo, una pintura negra que absorba la radiación solar.

Se deja libre un espacio entre la cara interior 8 y uno de los elementos absorbentes 10, con el fin de definir un paso 11 de aire ascendente. De igual manera, se deja un espacio entre la cara externa 9 y el elemento absorbente 10, con el fin de definir un paso 12 de aire ascendente. En la parte inferior de cada una de las caras transparentes 8, 9 hay practicada una entrada de aire frío en forma de hendidura 13, 14, a todo lo ancho del sensor 5. Como variante, las hendiduras 13, 14 podrían ser remplazadas por orificios individuales.

Entre los dos elementos absorbentes 10 se deja libre un espacio con el fin de definir un segundo paso 15 de aire, desplazándose el aire hacia abajo. Los dos pasos 11 y 12 de aire ascendente comunican en la parte superior, en una zona de unión 16, con el paso descendente 15.

El conjunto constituido por las caras transparentes 8, 9 y los dos elementos absorbentes 10 se monta en el marco 6 entre el montante transversal superior 6a y un montante transversal intermedio 6b, merced a resaltos 17, 18 situados del lado exterior. Del lado interior, el montaje se completa mediante un junquillo 19.

En el ejemplo ilustrado, dos módulos fotovoltaicos 20, 21, posicionados, respectivamente, del lado interior y del lado exterior, están previstos, también, dentro del marco 6 de la contraventana 5, entre el montante transversal inferior 6c y el montante transversal intermedio 6b. Los dos módulos fotovoltaicos 20, 21 se presentan en forma de placas delgadas que ocupan, en cada una de las caras de las contraventanas 5, una parte de anchura inferior a la anchura de los sensores solares 7, como puede verse en las figuras 1 y 2. La separación entre los dos módulos fotovoltaicos 20 y 21 define una cámara colectora o colector 22 en comunicación con el paso descendente 15, y que, de ese modo, recibe el aire caliente proveniente del sensor 7.

El aire caliente que llega al colector 22 es recibido por un ventilador helicoidal 23, visible, en particular, en la figura 2, y montado en el marco rígido 6 de cada contraventana 5, junto al módulo fotovoltaico 20. La circulación de aire provocada por el ventilador 23 permite al aire caliente atravesar un codo 24 antes de ser conducido, mediante un elemento giratorio 25, a un tubo flexible 26. El tubo flexible 26 está conectado, mediante un manguito 26a de montaje, con uno de los extremos de un resorte helicoidal 27, cuyo otro extremo 27b está fijado en un conducto fijo 28 posicionado, horizontalmente, a lo largo del grosor de la pared de la fachada 1.

Del lado del interior del edificio, el conducto 28 comprende una parte 29 estrechada que atraviesa, por una parte 30, el bastidor 2a de la ventana 2 antes de desembocar en el interior de la vivienda, a través de un elemento enrejado 31.

En las figuras 4 y 5, se ha representado, además, una derivación 32 del conducto 28, cuya derivación atraviesa el grosor de la pared 1 y desemboca por medio de un elemento enrejado 33, también, en el local calentado. Se comprenderá, desde luego, que esta derivación no resulta indispensable. Asimismo, por otro lado, se puede hacer circular todo el aire caliente a través de una desviación de este tipo que atraviese la pared, suprimiendo, entonces, las partes 29 y 30 destinadas a atravesar el marco 2a de la ventana 2. Evidentemente, la descripción que antecede es válida para cada una de las contraventanas 5.

La contraventana pivotante de acuerdo con la invención funciona de la manera siguiente:

El aire frío penetra por las hendiduras 13 y 14 y sube por los pasos ascendentes 11 y 12, calentándose merced al contacto con los dos elementos absorbentes 10. Las caras transparentes 8 y 9 producen un efecto de invernadero. El aire que circula entre las entradas 13, 14 y la salida de aire caliente en el colector 22 se calienta durante un primer paso frente a las dos caras transparentes 8, 9 del sensor de doble cara. En realidad, en función de la posición de la contraventana 5, la radiación solar penetra por una de las caras 8 o 9 y el aire frío penetra, principalmente, por una de las hendiduras 13 o 14. El calentamiento del aire se completa durante su circulación hacia abajo, a través del paso descendente 15, entre los dos elementos absorbentes 10.

En el ejemplo ilustrado, la circulación del aire en el sensor solar se favorece merced al ventilador 23, accionado mediante un motor eléctrico, no representado en las figuras, alimentado con energía eléctrica mediante los módulos fotovoltaicos 20 y 21. Desde luego, como variante, se podría alimentar energía eléctrica al ventilador 23 mediante corriente de la red, a través de, por ejemplo, un transformador y un circuito de corte.

El ventilador 23 es alimentado, alternativamente, mediante uno u otro de los módulos fotovoltaicos 20, 21, en función de que la contraventana 5 esté en posición abierta o cerrada. Asimismo, se comprenderá que, gracias a la presente invención, el sensor solar de doble cara funciona cualquiera que sea la posición de la contraventana. Por último, la ausencia de aislamiento se compensa merced a la circulación del aire del exterior hacia el centro del sensor solar de doble cara, limitando así al máximo las pérdidas de calor por simple aislamiento consecuencia del flujo de aire.

El ventilador 23 de cada contraventana es alimentado, alternativamente, mediante uno u otro de los módulos fotovoltaicos, asegurando así la autonomía de la contraventana y un caudal de aire proporcional a la intensidad de la radiación solar incidente en el módulo fotovoltaico correspondiente.

A continuación, el aire calentado atraviesa el elemento giratorio 25, que, ventajosamente, puede estar hecho de material compuesto, y el tubo flexible 26. El resorte 27 y el manguito 26a de montaje permiten el encaje del tubo flexible 26 en el interior mismo del conducto fijo 28, en particular, en la posición cerrada de la contraventana, tal como se muestra en la figura 5, en la que el resorte 27 está distendido. En cambio, en la posición abierta de la contraventana, tal como se muestra en la figura 4, como consecuencia del pivotamiento de la contraventana 5, el resorte 27 está comprimido y casi todo el tubo flexible 26 está fuera del conducto fijo 28. Esta disposición, particularmente interesante, permite una tensión constante en el tubo flexible, cualquiera que sea la posición de la contraventana pivotante.

Gracias a la presente invención, es posible generar y transportar aire caliente cualquiera que sea la posición de la contraventana. La contraventana pivotante puede ocupar todas las posiciones posibles entre la posición cerrada y la posición abierta, sin que se modifique la conducción de aire caliente al interior de la vivienda o que se interrumpa su continuidad.

Aunque la descripción se haya hecho en relación con un ejemplo de realización en el que el sensor solar de aire comprenda dos pasos ascendentes y un paso descendente, con un colector en la parte inferior, se podría prever, también, una variante con un solo paso de aire en el sensor, pudiendo estar montado el colector, entonces, en posición superior en la contraventana.

La contraventana pivotante de acuerdo con la invención puede ser utilizada en cualesquiera circunstancias para calentar una habitación, un apartamento, o cualquier otro tipo de vivienda, manteniendo todas las funciones principales de una contraventana, y, en particular, en caso de estar equipada con módulos fotovoltaicos, sin restricciones adicionales.

Claims (9)

1. Contraventana pivotante para edificio, que puede ocupar una posición abierta, contra una pared del edificio, y una posición cerrada, frente a una abertura acristalada del edificio, que comprende un marco rígido (6), caracterizada porque, al menos, un sensor solar (7) de doble cara está montado en el marco rígido y comprende, al menos, una entrada (13, 14) de aire frío en cada una de sus caras y, al menos, un paso de circulación e intercambio térmico para el aire, comunicando dicho paso con un medio flexible que dirige el aire caliente hacia el interior del edificio.

2. Contraventana según la reivindicación 1, caracterizada porque el medio flexible consiste en un tubo flexible (26) fijado, por uno de sus extremos, en la contraventana, y, por su otro extremo, en un conducto fijo (28) solidario con el edificio y que desemboca en el interior del mismo.

3. Contraventana según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque comprende un ventilador (23) de puesta en circulación del aire, accionado mediante un motor eléctrico y montado en el marco rígido (6).

4. Contraventana según la reivindicación 3, caracterizada porque el motor eléctrico es alimentado con corriente eléctrica mediante, al menos, un par de módulos fotovoltaicos (20, 21) montados en el marco rígido (6), en cada una de las caras de la contraventana.

5. Contraventana según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el sensor solar (7) de doble cara comprende dos caras transparentes (8, 9) y dos elementos absorbentes (10) dispuestos en el interior del sensor, frente a las caras transparentes, definiendo el conjunto dos primeros pasos (11, 12) de aire que comunican, cada uno, con una de las entradas de aire, seguidos de un segundo paso de aire (15) que comunica con el medio flexible a través de un colector (22).

6. Contraventana según la reivindicación 5, caracterizada porque las entradas (13, 14) de aire frío están previstas en la parte inferior del sensor, y, el colector, en la parte inferior del marco rígido.

7. Contraventana según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque comprende un medio para mantener el tubo flexible con tensión mecánica, cualquiera que sea la posición de la contraventana.

8. Contraventana según la reivindicación 7, caracterizada porque el tubo flexible está conectado con un extremo de un resorte (27) fijado en el conducto fijo (28), pudiendo deslizar el tubo flexible en el interior de parte del conducto fijo.

9. Contraventana según la reivindicación 8, caracterizada porque el tubo flexible está conectado con un extremo del resorte por medio de un manguito (26a) solidario con el tubo flexible.