ES2953391T3

ES2953391T3 - Protector térmico, en particular para un edificio

Info

Publication number: ES2953391T3
Application number: ES15794655T
Authority: ES
Inventors: Guido Francesco Poccianti
Original assignee: Azienda Agricola Eredi Poccianti
Current assignee: Azienda Agricola Eredi Poccianti
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2023-11-10
Anticipated expiration: 2035-09-16
Also published as: CN107208415B; EP3194677B1; HUE063601T2; PL3194677T3; WO2016042585A1; US11035582B2; CN107208415A; EA039552B1; EP3194677C0; US20170254550A1; EP3194677A1; EA201790639A1

Abstract

La presente invención se refiere a una carcasa térmica para edificio, apto para constituir un sistema multicapa formado por tres elementos integrales que comprenden, respectivamente, de exterior hacia interior: una pared/carcasa periférica externa con función de pared aislante térmica; un espacio intermedio lleno de aire a acondicionar; una pared/carcasa interna con la función de pared/carcasa radiante de calor; que comprende: - una estructura de cobertura (10) colocada alrededor de dicho edificio (1), o parte de dicho edificio (1), comprendiendo dicha estructura de cobertura (10), desde el exterior hacia el interior del edificio (1): un revestimiento (11), una capa aislante (16) y un espacio intermedio (12); dicho espacio intermedio (12) contiene aire y forma una habitación cerrada y aislada con respecto al entorno circundante; - medios (13) de acondicionamiento térmico del aire contenido en dicho espacio intermedio, de modo que dicha carcasa defina una pared/carcasa interna, con función de radiación de calor, diseñada para disipar el calor transmitido desde el espacio intermedio hacia los espacios internos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Protector térmico, en particular para un edificio

La presente invención se refiere a un protector térmico, en particular a un protector térmico para edificios.

La invención se relaciona con el campo de las soluciones destinadas a mejorar la eficiencia energética de las construcciones o en general de los ambientes, y más particularmente tiene como objetivo proporcionar una solución, que se inspira en el principio de las superficies termo radiantes, modificándolo adecuadamente para permitir calentar y/o enfriar un edificio con un importante ahorro de energía.

Se sabe que, actualmente, el acondicionamiento térmico de un edificio o partes del mismo se delega en instalaciones de acondicionamiento térmico que comprenden al menos una unidad de refrigeración, que consiste esencialmente en un compresor de refrigeración y un condensador de aire, que normalmente se instala fuera del edificio y que está conectado hidráulica y eléctricamente, por medio de un agujero en la pared que continúa en canales, a uno o más divisores, es decir, dispositivos de enfriamiento, posicionados en espacios internos, dentro de los cuales se produce la evaporación del fluido de enfriamiento, aspirando aire interno y liberándolo tratado, para que pueda tener las características termohigrométricas deseadas.

Este tipo de sistema tiene el inconveniente de generar flujos de aire frío o caliente en el interior de la habitación a acondicionar, pudiendo dichos flujos impactar directamente en las personas que se encuentran estacionadas o pasan al ambiente a acondicionar, sometiéndolas muchas veces a cambios térmicos extremos que pueden provocar la aparición de resfriados, dolores articulares, etc.

Para solucionar este problema se han propuesto sistemas de acondicionamiento térmico del tipo radiación, empleando agua (tubería de bobina), generalizados, o infrarrojos (placas eléctricas calentadas), poco utilizados, consistentes en un sistema de paneles radiantes que se pueden colocar en piso, techo y, en algunos casos, incluso en la pared. Por lo general, para un mejor resultado del acondicionamiento de la temperatura, los paneles radiantes para calefacción se instalan debajo del piso, mientras que los de enfriamiento se instalan en el techo. Este tipo de instalaciones, tanto en el caso de calefacción como de enfriamiento, es el que mejor se acerca a la fisiología humana y permite así obtener excelentes niveles de confort, ya que aplica el principio primario de la radiación térmica, es decir, trabajan en el campo del calor principalmente por radiación, con un efecto secundario de convección. El fenómeno de la convección está presente y es apreciable, principalmente, en el caso de las superficies internas verticales, las cuales, durante la estación fría, tienden a calentar las masas de aire en la parte de abajo, junto a los pisos, las cuales, por efecto de la calefacción dada por la pared vecina que radia calor, se calientan, pierden peso específico y luego suben al interior del ambiente interno en cuestión; llegadas al techo, las masas de aire liberan calor de forma natural, tendiendo así a enfriarse y volver a bajar, desencadenando así el conocido principio de circulación natural de las masas de aire, principio que se aplica también en el caso de los radiadores de pared. El mismo principio de enfriamiento/calefacción de las masas de aire en operación inversa se activará en verano, en presencia de una pared radiante de calor, con temperaturas inferiores a la del aire ambiente.

Los sistemas termo radiantes en la industria de la construcción ofrecen principales ventajas, que se pueden resumir en una mayor eficiencia energética del sistema, ya que consumen menos potencia que los sistemas de convección, confort térmico, en consideración al hecho de que el calor distribuido en superficies enteras y no de carácter puntual es preferible para el cuerpo humano y su bienestar higrotérmico; sistema más eficiente, en cuanto a tamaño de los dispositivos externos de las plantas, y trabajos de mantenimiento ordinario y extraordinario. Los sistemas termo radiantes, de hecho, trabajando por radiación, con sistemas que son poco o generalmente nada pesados a la vista, muestran claras ventajas frente a otros sistemas por la ausencia de dispositivos externos de disipación de calor, que son susceptibles de limpieza ordinaria y mantenimiento extraordinario y/u ordinario.

Sin embargo, este tipo de sistema de climatización requiere grandes obras de renovación con intervenciones de mampostería en los casos en los que haya que aplicarlo a edificios existentes, o en su defecto, cuando se desea evitar renovaciones eligiendo un sistema aplicable en cobertura en piso, techo o paredes, conlleva una limitación de espacio dentro del edificio.

En este contexto se pretende encuadrar la solución de acuerdo con la presente invención, que tiene como objetivo proporcionar un sistema de acondicionamiento térmico de edificios que tenga como finalidad garantizar un funcionamiento más rápido y eficaz, así como un acondicionamiento térmico del edificio más económico, respecto a los actuales sistemas de acondicionamiento térmico, para la climatización de cada habitación del edificio.

Estos y otros resultados se obtienen de acuerdo con la presente invención proponiendo un protector térmico para edificios, que puede asimilarse a un sistema de radiación de calor para la climatización/aislamiento térmico y acústico de ambientes interiores de para uso residencial/terciario y que técnicamente está constituido por un sistema envoltura multicapa formado por tres elementos integrantes que comprenden, respectivamente, desde el exterior hacia el interior: una pared/protector perimetral externo, con función de pared termoaislante, denominado borde externo; un espacio intermedio lleno de aire para ser acondicionado; una pared/protector interno, que funciona como una pared radiante de calor, denominada borde interno. El sistema de protector térmico de acuerdo con la presente invención, también llamado sistema multicapa, define un espacio intermedio a acondicionar confinado entre las paredes externas del edificio, dicho espacio intermedio está aislado del ambiente externo circundante del edificio y se utiliza para definir un circuito cerrado para el paso forzado de aire a temperatura controlada.

El borde externo del sistema de radiación de calor actúa como una pared aislante, está diseñado para elevar la inercia térmica del edificio en cuestión, se opone a la transmisión hacia el exterior de los flujos de aire caliente/frío generado/liberado por el espacio intermedio. El aumento de la capacidad de aislamiento del borde externo implica aumentos en el rendimiento del sistema de radiación de calor en su conjunto.

La función del espacio intermedio a acondicionar es la de "elemento de calefacción/enfriamiento", el espacio intermedio se puede acondicionar mediante la toma de aire acondicionado caliente/frío, generado con tecnologías actuales de acuerdo con las demandas estacionales, a través de ductos del sistema, tales como por ejemplo ventilaciones de suministro y retorno de aire acondicionado térmicamente por bomba de calor de aire/aire convencional, incluidos en el espacio intermedio a acondicionar o fuera del mismo, adheridos o próximos a él. El espacio intermedio actúa como un volumen cerrado de aire que está delimitado por los dos bordes externo/interno; es un volumen cerrado, por lo tanto sin intercambio de aire con el exterior. En particular, el aire acondicionado térmicamente no está destinado de ningún modo a los ambientes cerrados habitados del edificio en cuestión por el sistema de radiación de calor formado como resultado del protector térmico de acuerdo con la presente invención, pero se realiza únicamente para la calefacción/enfriamiento del borde interno, en contacto con los ambientes confinados destinados a las funciones de la carcasa, de acuerdo con el tipo funcional del caso.

En particular, como se describirá con mayor detalle a continuación, de acuerdo con una realización de la invención, el espacio intermedio puede estar equipado con un diafragma interno, destinado a distinguir dos habitaciones climatizadas contiguas y comunicantes, para optimizar los flujos de aire naturales descendentes/ascendentes de acuerdo con los requisitos estacionales. El rendimiento del espacio intermedio no está directamente relacionado con su grosor y el tamaño dado, dentro de ciertos límites, no se considera que perjudique su buen funcionamiento.

El borde interno que actúa como pared radiante de calor, siendo contiguo al espacio intermedio acondicionado, también ejerce una función de sistema aislante y barrera contra el intercambio de los flujos con el exterior, incluso en caso de parada del sistema, o cuando, una vez alcanzada la temperatura de ejercicio, el espacio intermedio puede funcionar a temperatura ambiental. Alternativamente, de acuerdo con diferentes realizaciones de la solución de acuerdo con la presente invención, el borde interno está constituido por la pared periférica externa de un edificio existente, objeto de aplicación del protector térmico de la invención, o se forma a partir de la capa interna de un nuevo sistema de cierre vertical/horizontal.

Por tanto, el objeto de la presente invención es proporcionar un protector térmico para edificios que permita superar las limitaciones de los sistemas de acondicionamiento térmico de acuerdo con el estado de la técnica y obtener los resultados técnicos descritos anteriormente.

Otro objeto de la invención es que dicho protector térmico para edificios pueda realizarse con costes sustancialmente limitados, tanto en lo que respecta a los costes de producción como en lo que respecta a los costes operativos.

Otro objeto de la invención es proponer un protector térmico para edificios que sea sencillo, seguro y fiable.

Por tanto, es un objeto específico de la presente invención un protector térmico para un edificio, tal como se define en la reivindicación 1 adjunta.

Otros aspectos de la presente invención se definen en las siguientes reivindicaciones dependientes.

Es evidente la eficacia del protector térmico para edificios de la presente invención, que permite realizar una cubierta alrededor del edificio con alta inercia térmica, capaz de mejorar la eficiencia energética del edificio en su conjunto y, dependiendo de la posición del edificio, de demostrar ser capaz de soportar o reemplazar completamente cualquier sistema de calefacción y/o enfriamiento presente en él.

A continuación se describirá la presente invención, con fines ilustrativos pero no limitativos, de acuerdo con algunas de sus realizaciones preferidas, con especial referencia a las figuras de los dibujos adjuntos, en los que:

• La figura 1 muestra una vista esquemática en sección de un edificio al que se le aplica un protector térmico de acuerdo con una primera realización de la presente invención,

• La figura 2 muestra una vista esquemática en sección de una porción del protector térmico de la figura 1,

• La figura 3 muestra una vista esquemática en sección de una porción de un protector térmico de acuerdo con una segunda realización de la presente invención.

• La figura 4 muestra una vista esquemática en sección de un edificio al que se le aplica el protector térmico de la figura 3,

• La figura 5 muestra una vista esquemática en sección de un edificio al que se le aplica un protector térmico de acuerdo con una tercera realización de la presente invención,

• La figura 6 muestra una vista en perspectiva de un panel prefabricado que incorpora un protector térmico de acuerdo con una cuarta realización de la presente invención,

• La figura 7 muestra un diagrama esquemático representativo de un tipo de unidad considerado para las evaluaciones de los ejemplos 6.1-6.6,

• Las figuras 8a y 8b muestran un diagrama esquemático representativo de los flujos de calor respectivamente en el caso de ambiente térmicamente acondicionado mediante convección de aire y ambiente térmicamente acondicionado mediante un sistema radiante, tal como el de la presente invención,

• La figura 9 muestra una vista en sección de un protector térmico de acuerdo con una realización de la presente invención, considerada en los ejemplos 1, 6.2, 6.4 y 6.6,

• La figura 10 muestra una vista en sección de una pared con ladrillos de mampostería, considerada en los ejemplos 2, 6.1 y 6.2,

• La figura 11 muestra una vista en sección de una pared con casete de mampostería, considerada en los ejemplos 3, 6.3 y 6.4,

• La figura 12 muestra una vista en sección de una pared aislante ligera, considerada en los ejemplos 4, 6.5 y 6.6, • La figura 13 muestra el patrón geométrico del modelo bidimensional de cálculo cinemático adoptado para la simulación del protector térmico de acuerdo con la presente invención,

• La figura 14a muestra un diagrama de los flujos de calor y de la temperatura a lo largo del grosor de la pared del ejemplo 6.1,

• La figura 14b muestra un diagrama de la curva de temperatura a lo largo del grosor de la pared del ejemplo 6.1, • La figura 15a muestra un diagrama del flujo de calor y de la temperatura a lo largo del grosor del borde interno (pared) y del borde externo (recubrimiento de la invención) en el ejemplo 6.2,

• La figura 15b muestra un diagrama de la curva de temperatura a lo largo del grosor de la pared del ejemplo 6.2, • La figura 16a muestra un diagrama de los flujos de calor y de la temperatura a lo largo del grosor de pared del ejemplo 6.3,

• La figura 16b muestra un diagrama de la curva de temperatura a lo largo del grosor de la pared del ejemplo 6.3, • La figura 17a muestra un diagrama del flujo de calor y de la temperatura a lo largo del grosor del borde interno (pared) y del borde externo (recubrimiento de la invención) en el ejemplo 6.4,

• La figura 17b muestra un diagrama de la curva de temperatura a lo largo del grosor de la pared del ejemplo 6.4, • La figura 18a muestra un diagrama de los flujos de calor y de la temperatura a lo largo del grosor de pared del ejemplo 6.5,

• La figura 18b muestra un diagrama de la curva de temperatura a lo largo del grosor de la pared del ejemplo 6.5, • La figura 19a muestra un diagrama del flujo de calor y de la temperatura a lo largo del grosor del borde interno (pared) y del borde externo (recubrimiento de la invención) en el ejemplo 6.6, y

• La figura 19b muestra un diagrama de la curva de temperatura a lo largo del grosor de la pared del ejemplo 6.6.

Mirando con más detalle la solución propuesta, el protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención se puede definir como una cubierta multicapa a acondicionar, que se distingue en tres subsistemas, respectivamente desde adentro hacia afuera: un borde externo, un espacio intermedio a ser acondicionado y un borde interno.

En particular, en la presente descripción, la definición de borde identifica una porción de protector que puede ser interna o externa con respecto a un espacio intermedio, dentro del cual se transporta aire acondicionado, y que puede estar constituido por cualquier espacio cerrado, horizontal, vertical o con cualquier inclinación, o por cualquier elemento o sistema de cerramiento perimetral de un edificio, incluidas los paredes perimetrales externas del propio edificio, así como los pisos elevados o dotados de espacios intermedios y las coberturas planas o coberturas provistas de solapas, de cualquier geometría y realizados con cierres monocapa o multicapa, para cada material, de cualquier forma en que se ensamble, con técnicas en húmedo (morteros-conglomerados) o seco (en ausencia de materiales/aglomerantes sometidos a proceso de fraguado mediante contacto con el aire), y, más generalmente, puede ser extensible a compartimentos entre plantas o porciones de ellos o a paredes continuas para edificios de varias plantas.

Más particularmente, el borde externo del sistema de radiación de calor que se constituye como resultado del protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención es una pared y/o cubierta aislante provista de un revestimiento externo, por lo tanto apto para resistir a la intemperie, a las variaciones estacionales de temperatura y a las excursiones de un día, y a todo lo que pueda considerarse en prestaciones para calificar un cerramiento externo. El mismo borde externo está diseñado como un elemento sistémico y, junto con los dos subsistemas integrados, es decir, el espacio intermedio lleno de aire a acondicionar y el borde/pared interna que irradia calor, está diseñado con todo tipo de recubrimiento de acuerdo con el estado de la técnica, desde la pared de yeso hasta la continua, pared ventilada, y tejados planos e inclinados. Por una definición sistémica es un cerramiento multicapa de aire/impermeable y está formado por dos capas de núcleo, desde el exterior, el sistema de recubrimiento y aislamiento, sin perjuicio de los dos elementos anteriores, puede considerarse como un paquete multicapa con una pluralidad de capas aislantes y espacios de aire estáticos o ventilados naturalmente interpuestos dentro del propio borde.

El borde interno es una pared con función de irradiación de calor, o destino de reutilización, (refuncionalización en caso de aplicación sobre paredes/cubiertas preexistentes), es un complemento de la inercia térmica del sistema y representa el cierre vertical/horizontal de delimitación de los ambientes interiores habitados. Por definición es un típico cerramiento vertical/horizontal y es similar para todo tipo de cerramiento de edificios, por lo tanto puede ser de tipo mono o multicapa.

El borde interno, calentado por convección/conducción en su cara que delimita el espacio intermedio a acondicionar, tenderá a calentarse/enfriarse, y todo el calor será transferido desde el borde hacia el ambiente interno habitado por radiación y, en menor medida, por convección.

El espacio intermedio a acondicionar es en cambio un volumen cerrado de aire encerrado, bordeado por los dos bordes externo/interno, sin ningún intercambio de aire con el exterior y el interior, destinados a la climatización calefacción/enfriamiento/deshumidificación del ambiente interior, a través del borde interno con función de radiación de calor, desprovisto de elementos para el intercambio de aire con el ambiente externo o con el interior del edificio, capaz de interactuar con cada sistema de aire acondicionado, o por medio de una simple abertura en el borde de las ventilaciones para liberar y recolectar aire forzado, o capaz de acomodar medios de control de temperatura del tipo radiante, con cualquier forma geométrica compatible con el tamaño del espacio intermedio en cuestión. El aire acondicionado del espacio intermedio se puede obtener, de acuerdo con la presente invención, con cualquier sistema y tecnología del estado de la técnica y, de acuerdo con una realización de ejemplo pero no limitativa de la presente invención, con ventilaciones/canales para la entrada de aire, dado por la tecnología actual en bomba de calor.

La operación del sistema de la invención prevé la liberación de aire forzado caliente/frío, de acuerdo con las necesidades estacionales, pudiendo ser tratado térmicamente el aire con cualquier tecnología, como ejemplo considerándose un tratamiento del aire destinado al espacio intermedio a acondicionar mediante bomba de calor, dentro del espacio intermedio a acondicionar. Este último, al haber alcanzado la temperatura necesaria, deducida del cálculo de las necesidades energéticas, tiende a transmitir calor hacia la pared/borde interno que se comporta como una pared radiante de calor, capaz de llevar la temperatura de los ambientes internos a la temperatura de operación deseada.

El protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención permite, por tanto, una climatización de los ambientes internos mediante calefacción/enfriamiento, principalmente por radiación y por convección inducida, y, simultáneamente, el sistema, con la predisposición de una pared/borde externo, posicionado sobre la pared/cubierta perimetral convencional del edificio, tiende a aumentar la inercia térmica de todo el edificio.

El sistema de climatización del aire puede complementar o sustituir cualquier sistema existente en el edificio, o puede aplicarse en la realización de nuevos edificios, y también está interconectado con tecnologías para la producción de energías renovables (tales como fotovoltaica, microelólica, etc.).

En condiciones de temperatura diferentes a las consideradas ideales y determinadas de antemano en la etapa de diseño (normalmente igual a 20/22°C), en comparación con una diferencia de temperatura inferior (temporada de invierno) o mayor (temporada de verano), interviene la unidad de acondicionamiento térmico del aire, produciendo e introduciendo aire caliente/frío en el interior del espacio intermedio, con una temperatura de operación que puede determinar la activación pasiva, por simple conducción/convección, del borde interno. Por contacto con los espacios habitables, el borde interno, debido a la diferente temperatura del espacio intermedio, actuará como una placa de radiación de calor, liberando calor o frío, por irradiación, al ambiente interno habitado, hasta alcanzar la temperatura de operación deseada o proyecto, si es operado por sensores de temperatura. Al alcanzar la temperatura de operación, la capacidad de inercia del sistema mantiene la temperatura hasta un valor umbral mínimo, por debajo del cual reactiva la unidad de acondicionamiento térmico del aire.

Con referencia preliminar a las figuras 1 y 2, un protector térmico de acuerdo con una primera realización de la presente invención consta de una estructura de cobertura, generalmente designada con el numeral 10 de referencia que cubre completamente un edificio 1 y que incluye un recubrimiento 11 que define un espacio 12 intermedio entre el edificio y el primer recubrimiento 11, estando cerrado dicho espacio con respecto al ambiente externo. En el espacio 12 intermedio, a lo largo de la dirección del flujo A, se produce el paso forzado de aire a temperatura controlada, procedente de un acondicionador 13 térmico (tal como un termoventilador, una bobina de ventilador o un acondicionador de aire), dispuesto en la parte de arriba del edificio 1, al menos parcialmente dentro del espacio 12 intermedio. Dicho aire a temperatura controlada es recogido por un colector 14 dispuesto en la base del edificio 1, dentro del espacio 12 intermedio. A modo de ejemplo, dicho colector 14 puede ser una tubería perforada. El aire recogido del colector 14 es luego recirculado al acondicionador 13 térmico por medio de un ducto 15 de recirculación, a lo largo de la dirección del flujo R. La circulación de aire que se establece en el interior de la estructura 10 de cobertura puede cerrarse o bien puede tomarse una cierta cantidad de aire del exterior, por ejemplo del acondicionador 13 térmico de aire.

Con referencia particular a la figura 2, es evidente que, para la correcta operación del protector térmico de la presente invención, se deberá garantizar el máximo intercambio de calor entre el edificio 1 y el aire a temperatura controlada que fluye a través del espacio 12 intermedio. En consecuencia, a diferencia de los sistemas de pared ventilada, en el protector térmico de acuerdo con la presente invención, la capa 16 aislante no separa el espacio 12 del edificio 1, sino más bien por el recubrimiento 11 y, al mismo tiempo, por el ambiente externo. La capa 16 aislante se puede aplicar entonces directamente sobre el lado que mira hacia el espacio 12 intermedio del recubrimiento 11. Tanto la capa 16 aislante como el recubrimiento 11 están soportados por un sistema de soporte conectado a la fachada del edificio, de acuerdo con los mismos métodos ya aplicados para el soporte de paredes ventiladas del tipo conocido.

Alternativamente, con respecto a la solución mostrada con referencia a la figura 1, es posible tener el acondicionador 13 térmico en la base del edificio 1 y la estructura 10 de cobertura y el colector 14 en su parte de arriba.

Haciendo referencia a las figuras 3 y 4, se muestra una segunda realización de acuerdo con la presente invención, en la que el edificio 1 al que se aplica el protector térmico de la presente invención está recubierto además con una pared ventilada. En esta realización, la capa 16 aislante que separa el espacio 12 intermedio del exterior, no se aplica directamente al recubrimiento 11, sino que entre los dos se deja un espacio para un segundo espacio 4 intermedio, provisto de aberturas 5 dispuestas en la base y aberturas 6 dispuestas en la parte de arriba del edificio 1, para activar, por "efecto chimenea", una ventilación natural eficiente. Por lo demás, el acondicionador 13 térmico y el colector 14 operan exactamente como se muestra con referencia a las figuras 1 y 2. También en este caso, el sistema de soporte del protector es del mismo tipo que el ya utilizado habitualmente para paredes ventiladas de acuerdo con la técnica conocida.

La figura 5 muestra una tercera realización del protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención, en la que se define un doble espacio intermedio alrededor del edificio 1, un primer espacio 12 intermedio para el flujo A de avance de aire a temperatura controlada procedente del acondicionador 13' térmico y un segundo espacio 14' intermedio para el flujo R de retorno de aire. Los dos espacios intermedios están separados por un panel 11' a lo largo de todo el trayecto alrededor del edificio 1, y están conectados solo en correspondencia con el acondicionador 13' térmico, en la parte de arriba del edificio 1 y de una abertura en la base del edificio 1 (alternativamente, el acondicionador térmico puede colocarse en la base del edificio y abrir la comunicación entre el primer espacio 12 intermedio y el segundo espacio 14' intermedio se coloca en consecuencia en la parte de arriba). El protector térmico de acuerdo con esta realización adicional de la presente invención, de todos modos, define un sistema cerrado en comparación con el exterior, debido a la disposición del recubrimiento 11 para el cierre del espacio 14' intermedio. La capa 16 aislante se aplica convenientemente directamente sobre el lado que mira hacia el espacio 14' intermedio del recubrimiento 11. Todo el panel 11' de separación entre el espacio 12 intermedio para el flujo A de avance y el espacio 14' intermedio de aire para el flujo R de retorno del aire, y la capa 16 aislante, y el recubrimiento 11 están provistos de un sistema de soporte conectado a la fachada del edificio, de acuerdo con los mismos métodos ya aplicados para el soporte de paredes ventiladas del tipo conocido.

Finalmente, con referencia a la figura 6, se muestra otra realización de la presente invención, que es preferida con respecto a las anteriores en todos los casos en los que el protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención no se aplica a edificios existentes, sino que se construyen nuevos edificios donde se puede incorporar el protector térmico, convirtiéndose así en parte de la estructura.

De acuerdo con esta realización se propone formar las paredes externas del edificio con una estructura de capas sucesivas que proporciona, procediendo desde el interior hacia el exterior del edificio, una primera capa consistente en un simple relleno 22, un espacio 23 intermedio para el paso de aire forzado a temperatura controlada, una capa 24 aislante y una capa 25 estructural, realizadas por ejemplo con ladrillos perforados del tipo macetas. Convenientemente, es posible realizar este tipo de estructura haciendo uso de elementos 20 prefabricados, en los que las capas antes mencionadas están encerradas lateralmente entre dos pilares 21 de soporte.

Obviamente, también en el caso de edificios nuevos donde el protector térmico de la presente invención puede incorporarse formando parte de la estructura, es posible proporcionar realizaciones alternativas, del mismo tipo que los anteriormente descritos con referencia a las figuras 3 y 4 y a la figura 5, con modificaciones simples de la estructura en capas ya descrita con referencia a la figura 6.

Las ventajas del protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención son evidentes, constituyendo el protector una completa innovación desde el punto de vista del ahorro energético, en lo que se refiere al sistema del edificio. De hecho, en su implementación, el protector térmico de acuerdo con la presente invención implica una solución original y científicamente validada, como se especificará a continuación, para satisfacer las necesidades energéticas de un edificio, o una unidad de edificio (o una pluralidad de edificios/unidades) para la realización de negocios en la comodidad y el bienestar.

El protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención permite, de hecho, proporcionar energía al edificio no directamente, a través de la climatización de los volúmenes de aire contenidos en él, sino de forma indirecta, induciendo una cantidad de calor, aprovechando un espacio intermedio a acondicionar, específicamente dimensionado y realizado, como portador de la misma cantidad de calor.

La invención se describirá más detalladamente a continuación con fines ilustrativos pero no limitativos, con particular referencia a algunos ejemplos ilustrativos, en los que se deben tener en cuenta las siguientes premisas.

Con el fin de demostrar las ventajas del protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención, a la presente descripción se adjuntan algunos análisis de un sistema de protector térmico tipo modelo.

El modelo se creó en un simulador digital y se hizo explícito con datos que se ajustan a la aplicación real.

Los datos obtenidos del modelo virtual han demostrado científicamente la eficacia del protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención, con respecto a los análisis realizados en términos de eficiencia energética de una pared realizada con el protector térmico, en términos absolutos y en términos relativos cuando se compara con paredes similares a las supuestas por el cálculo que no están equipadas con protector térmico.

El análisis se realizó sobre un modelo virtual de geometría de confinamiento de forma similar a una unidad de tipo residencial/oficina.

El modelo de cálculo se basa en el estudio de las unidades estratigráficas tipo de los cierres verticales externos asimilables al protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención, y luego un análisis comparativo del modelo de cálculo desarrollado con algunos tipos de paredes mono y multicapa pertenecientes a los tipos de construcción actuales.

El análisis consideró tres tipos de paredes perimetrales, con diferentes grosores, sistema del edificio y materiales, y también se consideraron como casos límite, distinguiendo paredes de alto peso específico (en paredes de mampostería maciza), de baja densidad (paredes en sándwich ligeras aislantes). Los datos obtenidos han revelado un ahorro muy significativo en el caso de mampostería continua de ladrillo macizo, con y sin sistema, destacando el ahorro, calculado por potencia térmica unitaria (en vatios), equivalente a casi el 60% del ahorro, pasando así a un ahorro estimado de aproximadamente un 40% para casete de mampostería, y luego a un ahorro para los paredes en sándwich con paneles aislantes ligeros de alrededor de un 15%.

Desde el punto de vista termotécnico, definir los parámetros del proyecto que pretenden equilibrar el sistema para satisfacer las necesidades térmicas, es posible establecer primero el fenómeno físico en la base del intercambio de flujos de calor entre el espacio interno y externo.

La primera fase finaliza con la identificación de requisitos para la climatización del edificio/unidad de edificio de referencia; estas necesidades dependen de un número de condiciones de contorno relativas a: la geometría del edificio/unidad y las actividades humanas realizadas en su interior; datos estandarizados y condiciones climáticas externas; el ambiente térmico en el que cae el edificio/unidad con referencia a las unidades y/o edificios vecinos; y más.

Una vez que se conocen los requisitos, es posible ajustar el balance de energía, definiendo la cantidad de calor que se intercambiará con la unidad y con el ambiente externo, para garantizar el equilibrio total entre entradas y salidas.

Es un elemento distintivo y dominante en el equilibrio la inclusión (en condiciones invernales) y la eliminación (en modo verano) de la cantidad de calor a través de la brecha: las disposiciones para el suministro o eliminación de energía a través de volúmenes de aire en movimiento complican, de hecho, el problema técnico y, por lo tanto, es necesario realizar una termodinámica de fluidos, adaptada para definir los coeficientes de intercambio de calor entre el espacio intermedio y las habitaciones adyacentes, tales como la unidad de edificio/referencia y el exterior.

Una vez realizado el balance térmico, es posible considerar el sistema de planta para la definición del complejo constituido por el edificio y el calor procedente de la cubierta de la invención, y evaluar el complejo de energía primaria para soportar su operación.

La configuración de cálculo se ha definido en pleno cumplimiento de las normas técnicas a las que se refiere la legislación sobre reducción del consumo de energía en los edificios, tanto en lo que se refiere a los datos como a los parámetros de entrada tanto en los procedimientos de predicción como de análisis que, en retrospectiva, se realizarán ad hoc.

Se procedió en un primer momento al cálculo de las necesidades y el equilibrio de flujos de calor, con el fin de evaluar la bondad del sistema desde el punto de vista de la contención del calor y la comodidad en comparación con los sistemas tradicionales.

La evaluación para determinar el requerimiento energético de la envoltura del edificio y, como ya se ha mencionado, se ha desarrollado a partir de parámetros predeterminados, relativos, en primer lugar, a las condiciones climáticas y geométricas.

Haciendo una referencia preliminar a la figura 7, se considera, en primera instancia, una unidad tipo 26 compuesta por una superficie en planta de 100 metros cuadrados y una altura de 3 metros, con superficie de dispersión igual a 120 metros cuadrados, lo que representa la suma de cuatro paredes 27 laterales, imaginando que hay otras unidades/edificios limítrofes acondicionados únicamente en el piso de abajo y el piso de arriba.

El análisis de los flujos a través de la envoltura del edificio se ha realizado, de acuerdo con la teoría termodinámica, para una calle de un solo sentido y observando una muestra del dispersante de la pared; por ello se ha examinado una porción representativa de la pared y dispersando en ella se han identificado los flujos de calor en entrada y salida.

El protector térmico, en este caso, consiste en una estratigrafía compleja, determinada por un borde externo, a condicionar el espacio intermedio y un borde interno.

El borde externo es una cubierta cerrada con función de sistema de protector térmico. El grosor, los materiales y su naturaleza se tienen en cuenta al calcular una función de los requisitos de energía y el rendimiento del proyecto.

El espacio intermedio a acondicionar es un espacio sellado, interpuesto entre los dos límites, dentro del cual está presente una capa de aire (que puede ser estática o en movimiento, como se explicará mejor a continuación), que constituye el elemento estratigráfico esencial de la solución de acuerdo con la presente invención: es un espacio hueco, de un grosor bruto adecuadamente dimensionado de acuerdo con los datos del proyecto, que constituye el vehículo físico para la colocación/extracción de calor. El espacio intermedio de aire, llevado a la temperatura de cálculo, es capaz, por convección, de transformar el borde interno, en contacto con el ambiente confinado a acondicionar, en una pared radiante de calor.

El borde interno es la pared perimetral de la cubierta térmica de la invención que va a estar en contacto con los ambientes del edificio a climatizar. En el caso de construcción nueva, el borde interno podrá ser tema de cálculo de dimensionamiento óptimo, al igual que el borde externo. En caso de aplicación de la solución de acuerdo con la presente invención a un edificio existente, el grado óptimo de aislamiento se determina actuando sobre el borde externo, sin afectar a la operación general del protector térmico de la invención.

Para el cálculo de las necesidades térmicas es posible, con buena aproximación, considerar las tasas predominantes, que en este caso están formados por las potencias térmicas intercambiadas por transmisión (IQ T) y ventilación (IQV) (esquematizadas en la figura 8b y, para comparación con la nota técnica, en la figura 8a); es necesario señalar, a este respecto, que la renovación del aire es necesaria y obligatoria cualquiera que sea la 'actividad humana que se realice en el ambiente y se considera que, por ejemplo, se calcula con referencia a un ambiente habitable genérico (UNI 12831) con tasa de flujo mínima de aire natural de 0.5 volúmenes/hora.

Se considera, para la operación invernal, una condición generalizada referida al clima externo, prefijándose una temperatura externa de 0°C y una temperatura ambiente de proyecto igual a 20°C.

En resumen, aquí se nos pueden dar los datos de entrada utilizados para el modelo de cálculo:

Datos climáticos:

Temperatura exterior: 0°C

Temperatura interna: 20°C

Humedad relativa: ref. UNI

Datos geométricos:

Área de piso: 100 m2

Altura bruta: 3 m

El volumen a acondicionar: 300 m2

Superficie de dispersión: 120 m2

Con respecto a la potencia térmica de transmisión sobre los datos descritos anteriormente, se calculan las transmitancias de las tres estratigrafías en cuestión, considerando las propiedades del material del proyecto y los coeficientes de transferencia (aductancias) previstos en las normas técnicas UNI, tanto para ambientes internos como externos.

El cálculo se realiza para cada estratigrafía relativa a la solución sugerida de acuerdo con la presente invención y para otros paquetes de configuraciones estratigráficas relacionadas con edificios de tipo tradicional. La comparación entre las estratigrafías permite evaluar la conveniencia de la solución de la invención en cuanto a la cubierta y requerimiento del edificio.

Pestañas que siguen la estratigrafía termohigrométrica de los datos utilizados para el cálculo de las necesidades y presupuestos de los flujos de calor.

Ejemplo 1. Características del borde externo

Con referencia a la figura 9, el borde externo considerado en el análisis realizado para evaluar la eficacia de la solución de la invención está compuesto por una cubierta 11 de yeso plástico para recubrir y por una capa 16 aislante de poliestireno expandido (EPS). La figura también muestra el espacio 12 intermedio.

Las propiedades térmicas se miden de acuerdo con la UNI EN ISO 6946 y se resumen en las siguientes tablas.

Tabla 1. Características del borde externo eneral

Tabla 2. Estrati rafía del borde externo

Ejemplo 2. Características del borde interno. Pared de ladrillo macizo

En el análisis realizado para evaluar la eficacia de la solución de la invención se ha tenido en cuenta diferentes tipos de borde interno. De acuerdo con un primer tipo, que se relaciona con la figura 10 y el presente ejemplo, el borde interno está constituido por una pared 30 de ladrillo macizo recubierto con yeso 31 en ambos lados, cuyas propiedades térmicas fueron evaluadas de acuerdo con UNI EN ISO 6946 y se resumen en las siguientes tablas.

Tabla 3. Características del borde interno eneral caso en pared de ladrillo macizo

continuación

Tabla 4. Estrati rafía de pared de ladrillo macizo de borde interno

Ejemplo 3. Características del borde interno. Casete de pared

Según un segundo tipo de borde interno, al que se refiere la figura 11 y el presente ejemplo, se considera que es una pared en el casete, que consta de las siguientes capas, que van desde el interior hacia el exterior: 32 yeso interno, ladrillo 33 taladrado 120 x 250 mm (con juntas de mortero de 5 mm), espacio 34 hueco de aire de 100 mm de grosor, ladrillo 35 perforado 80 x 250 mm (con juntas de mortero de 5 mm), yeso 36 externo.

Las propiedades térmicas del borde interno han sido evaluadas de acuerdo con la UNI EN ISO 6946 y se resumen en las siguientes tablas.

Tabla 5. Características del casete de pared de borde interno eneral

Tabla 6. Estrati rafía del casete de la ared del borde interno

Ejemplo 4. Características del borde interno. Aislamiento de paredes ligeras

De acuerdo con un tercer tipo de borde interno, se refieren a la figura 12 y al presente ejemplo, se considera que es un aplique aislante, consta de las siguientes capas, procediendo de dentro hacia fuera: 37 yeso interno, placas internas 38 de cartón yeso, 39 panel de fibras de madera, placas externas 40 de cartón yeso, 41 yeso externo.

Las propiedades térmicas del borde interno se resumen en las siguientes tablas.

Tabla 7. Características del borde interno eneral aislamiento de ared li era

T l . E r i r fí l r in rn i l mi n r li r

continuación

Ejemplo 5. Características del modelo de cálculo cinemático utilizado

Para la determinación de los coeficientes de intercambio dentro del espacio intermedio, sin embargo, se utilizó el tratamiento teórico y empírico, con base en experimentos de laboratorio, siempre relaciones funcionales conducentes a un arreglo del caso en Pravachol.

En concreto, se ha fijado a un modelo bidimensional de cálculo cinemático, adherente a la realidad geométrica de la pared al protector térmico de acuerdo con la presente invención y que se muestra esquemáticamente en la figura 13, que ha considerado todos los parámetros relacionados con la convección forzada en el espacio intermedio del aire, tales como: velocidad del fluido, movimiento del fluido, velocidad de la capa límite, viscosidad cinemática, conductividad del fluido, parámetros adimensionales Reynolds, Nusselt, Prandtl, etc.; así como: tamaño del ducto, diámetro equivalente, superficies de intercambio.

En los casos en que la velocidad w del fluido dentro del espacio intermedio sea igual a 1 m/s, las elaboraciones sobre el sistema de intercambio de calor por convección forzada conducen a la determinación de los coeficientes de intercambio de calor, expresado en [W/m²K], respectivamente en el lado externo del espacio intermedio (h ^int.1) y en el lado externo del espacio intermedio (h ^int.2).

La tabla 9 a continuación muestra la entrada de datos de cálculo y los valores de los coeficientes de transferencia de calor por convección en la salida.

Tabla 9

DT1 DT2 Espacio intermedio de altura (in ^interc) (m) 3 3

Espacio intermedio del área (A) (m²) 0.3 0.3

Perímetro de intercapa dine (P) (m) 6.2 6.2

Diámetro equivalente (D ^eq) (m) 0.19 0.19

Número de Reynolds (Re) (-) 13266 12460 Régimen de flujo Turbulento turbulento Número de Nusselt (Nu) (-) 87.48 87,72

Número de Nusselt (Nu) (-) 41,35 39,30 Conductividad del aire (el ^aire) (W/mK) 0.02509 0.02584 Coeficiente de intercambio de calor del aire. (h ^int1(W/m²K)) 11.3 11.0

Ejemplo 6. Resultados

El procesamiento realizado por el método descrito anteriormente y con los datos citados produce resultados interesantes y apreciables en números absolutos.

Además, es posible comparar los resultados obtenidos para el "protector térmico de pared" con los obtenidos con las cubiertas de convección (es decir, el relleno realizado tradicionalmente en la construcción).

En los ejemplos que siguen se muestra el cálculo del informe.

6.1 Ejemplo de comparación. Pared tradicional con pared de ladrillo macizo

Haciendo referencia a las figuras 14a y 14b, tratándose de una pared de ladrillo macizo, con las siguientes propiedades:

• área de piso: 100 m2

• Volumen: 300 m2

• superficie disponible: 120 m2

• K1: 1,62 W/m2K

• S1: 120,0 m2

• T: 20.0°C

• T1: 0.0

Los flujos de calor son los siguientes:

• Q: 3877.2 W

• Qv: 1000 W

• Q tot: 4877.2 W

de donde, la relación:

con

donde h mt = 7.7 W/m2K, s 1= 0,44m, H y= 25 W/m2K

Permite obtener:

R = 0,62 m2K/W

K1 = 1,62 W/m2K

Ejemplo 6.2. Pared con protector térmico de pared de ladrillo macizo

Haciendo referencia a las figuras 15a y 15b, en el caso de ladrillos en una pared rellena con capa aislante de acuerdo con la presente invención, con aire inmóvil dentro del espacio intermedio, dadas las siguientes propiedades:

• área de piso: 100 m2

• Volumen: 300 m2

• superficie disponible: 120 m2

• K1: 0,33 W/m2K

• K2: 1.62 W/m2K

• T1 = 0,0°C S1: 120.0 m2

• T2: 20.0°C S2: 120.0 m2

Los flujos de calor son los siguientes:

• Q1: 1008W

• Q2: 1000 W

• Q: 2008 W

• T: 25.2°C

• K1S1: 40.1 W/K

• K2S2: 193.9

• T1-T2 = -20.0°C

Q2 = Qv2

p = 1.2 kg/m2

cP = 1000 J/kgK

T = 20.0°C

V = 300 m2

n = 0.5 h -1

Hv = 50 W/K

Qv = 1000W

de donde, por la misma relación del ejemplo 6.1:

para AT1 hacia el exterior, con el frente calentado, h int = 11,3W/m2K, s 1= 0.10 m, A 1= 0,35W/mK; R1= 2,86 m2K/W, s2= 0,003m, A2= 0,330W/mK; R2= 0.01 M2K/W, H y= 25 W/m2K;

R = 2.99 m2K/W

K1 = 0,33 W/m2K

y para AT2 hacia el ambiente interno de la pared de ladrillo macizo tiene h int = 11,0W/m2K, s 1= 0,44m, H y = 7,7W/m2K; R = 0.62 m2K/W

K2 = 1,62 W/m2K

Ejemplo 6.3 Comparación. Pared de mampostería tradicional con casete

Con referencia a las figuras 16a y 16b, en el caso de pared de convección con casete de mampostería, con las siguientes propiedades:

• área de piso: 100 m2

• Volumen: 300 m2

• superficie disponible: 120 m2

• K1: 1,02 W/m2K

• S1: 120.0 m2

• T: 20.0°C

• T1: 0.0

Los flujos de calor son los siguientes:

• Q: 2451.5 W

• Qv: 1000 W

• Q tot: 3451.5 W

de donde, la relación:

con

Permite obtener:

R = 0.98 m2K/W

K1 = 1,02 W/m2K

Ejemplo 6.4. Pared con protector térmico de casete de mampostería tradicional

Con referencia a las figuras 17a y 17b, en el caso de una pared con casete de mampostería que se aplica a la cubierta de acuerdo con la presente invención, con aire inmóvil dentro del espacio intermedio, dadas las siguientes propiedades:

• área de piso: 100 m2

• Volumen: 300 m2

• superficie disponible: 120 m2

• K1: 0,33 W/m2K

• K2: 1,02 W/m2K

• T1 = 0.0°C S1: 120.0 m2

• T2: 20.0°C S2: 120.0 m2

Los flujos de calor son los siguientes:

• Q1:1126W

• Q2: 1000 W

• Q: 2126 W

• T: 28.2°C

• K1S1: 40.0 W/K

• K2S2: 122.6 W/K

• T1-T2 = -20.0°C

Q2 = Qv2

p = 1.2 kg/m2

c_P= 1000 J/kgK

T = 20.0°C

V = 300 m 3

n = 0.5 h -1

Hv = 50 W/K

Qv = 1000W

de donde, a través de la misma relación en el ejemplo 6.3:

para AT1 hacia el exterior con la fachada calentada Para h in= 11,3W/m2K, s 1= 0.10 m, A 1= 0,0348W/mK; R 1= 2,87 m2K/W, H y = 25 W/m2K;

R = 3.00 m2K/W

K1 = 0,33 W/m2K

y para AT2 hacia el ambiente interno de la pared en el casete tendrá h int= 11,0W/m2K, s 1= 0,34m, H y= 7,7W/m2K; R = 0.98 m2K/W

K2 = 1,02 W/m2K

Ejemplo 6.5 Comparación. Pared tradicional con ligero cerramiento vertical externo

Haciendo referencia a las figuras 18a y 18b, en el caso de una pared con cierre vertical externo ligero, dadas las siguientes propiedades:

• área de piso: 100 m2

• Volumen: 300 m2

• superficie disponible: 120 m2

• K1: 0.64 W/m2K

• S1: 120.0 m2

• T: 20.0°C

• T1: 0.0

Los flujos de calor son los siguientes:

• Q: 1544.4 W

• Qv: 1000 W

• Q tot: 2544.4 W

de donde, la relación:

con

Permite obtener:

R = 1.55 m2K/W

K1 = 0.64 W/m2K

Ejemplo 6.6. Pared con protector térmico de cerramiento vertical externo ligero

Con referencia a las figuras 19a y 19b, en el caso de una pared con cierre vertical externo ligero que se aplica al protector térmico de acuerdo con la presente invención, con aire inmóvil en el interior del espacio intermedio, dadas las siguientes propiedades:

área de piso: 100 m²

Volumen: 300 m²

superficie disponible: 120 m²

K1: 0,33 W/m²K

K2: 0.64 W/m²K

T1 = 0.0°C S1: 120.0 m²

T2: 20.0°C S2: 120.0 m²

Los flujos de calor son los siguientes:

- Q1: 1317 W

- Q2: 1000 W

- Q = 2317 W

- T: 32.9°C

- K1S1: 40.0 W/K

- K2S2: 77.2 W/K

- T1-T2 = -20.0°C

Q2 = Qv2

p = 1.2 kg/m²

cP = 1000 J/kgK

T = 20.0°C

V = 300 m³

n = 0.5 h ^-1

Hv = 50 W/K

Q v = 1000W

de donde, a través de la misma relación en el ejemplo 6.5:

para AT1 hacia el exterior, con el frente calentado, h ^int= 11,3W/m²K, s ¹= 0.10 m, A ¹= 0,0348W/mK; R1= 2.8 7 m²K/W, H ^y= 25 W/m²K;

R = 3.00 m²K/W

K1 = 0,33 W/m²K

y para AT2 hacia el ambiente interno de la pared tiene h ^int= 11,0W/m²K, s ¹= 0,09m, H ^y= 7,7W/m²K;

R = 1.55 m²K/W

K2 = 0.64 W/m²K

Para interpretar correctamente los resultados, es necesario considerar en los ejemplos en los que se hace referencia a la configuración con adopción del protector térmico para edificios de acuerdo con la presente invención, el borde externo está constituido por un panel de poliestireno, grosor 10 cm y acabado de yeso al ras.

Los resultados obtenidos en términos de potencias térmicas aportadas y porcentajes de ahorro, en el caso de los ejemplos 6.1 y 6.2, referidos a una pared de mampostería completa, permiten decir que, para las mismas condiciones de contorno, el balance de potencias arroja un valor más que reducido a la mitad (casi un 60% de ahorro) en potencias térmicas a otorgar al caso aplicando el protector térmico de la invención. Al proporcionar al espacio intermedio una potencia térmica de aproximadamente 2000 W, es posible garantizar que el ambiente interno satisfaga el requisito de calor calculado. Por otro lado, en el caso de pared de convección examinado, para cumplir con los requisitos es necesario proporcionar una capacidad de calefacción de casi 4900W.

Los datos obtenidos demuestran en este caso un ahorro muy significativo, y así mismo, es interesante observar cómo la potencia calorífica suministrada al espacio intermedio a acondicionar genera, dentro del mismo, en régimen, para el caso examinado, una temperatura igual a 25.2°C, entonces la temperatura era sumamente próxima, dada en relación a la del ambiente confinado a acondicionar, igual a 20°C.

En cuanto a los ejemplos 6.3 y 6.4, referentes al casete de mampostería de pared perimetral externo, respectivamente sin y con aplicación del protector térmico de acuerdo con la presente invención, se puede observar la comparación que, para las mismas condiciones de contorno, el balance de potencias arroja un valor equivalente a aproximadamente un 40% de ahorro en la capacidad de calefacción que se suministrará a la cubierta calentada con la aplicación de la invención. Al proporcionar al espacio intermedio una potencia térmica de aproximadamente 2126 W, es posible garantizar que el ambiente interno satisfaga el requisito de calor calculado. Por otro lado, en el caso de la pared de convección examinada, para cumplir con los requisitos, debe proporcionar una capacidad de calefacción de casi 3451W.

Los datos obtenidos demuestran, incluso en este caso, un importante ahorro, y asimismo, es interesante observar, también en este caso, como la potencia calorífica suministrada al espacio intermedio a acondicionar genera, al interior del mismo, en el esquema, para el caso examinado, una temperatura igual a 28.2°C, luego temperatura todavía próxima, dada relativa a la del ambiente confinado a acondicionar, igual a 20°C.

En cuanto a los ejemplos 6.5 y 6.6, referentes a apliques perimetrales externos, respectivamente sin y con aplicación del protector térmico de acuerdo con la presente invención, se puede observar la comparación que, para las mismas condiciones de contorno, el balance de potencias arroja un ahorro de casi el 10% en la capacidad de calefacción que se suministrará a la cubierta calentada con la aplicación de la invención. La figura muestra todavía un ahorro en este caso también, aunque no tan significativo como en los casos anteriores. Al proporcionar al espacio intermedio una potencia térmica de aproximadamente 2317 W, es posible garantizar que el ambiente interno satisfaga el requisito de calor calculado. Por otro lado, en el caso de la pared de convección examinada, para cumplir con los requisitos, debe proporcionar una capacidad de calefacción de casi 2544W.

Asimismo, es interesante observar, en este caso, como la potencia calorífica suministrada al espacio intermedio a acondicionar genera, al interior del mismo, en el esquema, para el caso examinado, una temperatura de 32.9°C, temperatura relativamente alejada, como figura, de la del ambiente confinado a acondicionar, igual a 20°C.

Ejemplo 7. Resumen de conclusiones de los datos experimentales

Los resultados obtenidos en los ejemplos anteriores, y especialmente en los ejemplos 6.1-6.4, son muy interesantes con respecto a satisfacer el requisito de calor del edificio, que parece ser considerablemente menor que el asociado a los paredes de tipo tradicional; en consecuencia, también disminuirán las potencias térmicas primarias a utilizar para los ambientes de climatización.

Los datos experimentales también han demostrado cómo, para un mismo tipo de borde externo, el rendimiento del sistema puede crecer al aumentar el peso específico, y por tanto la inercia, del borde interno.

Los datos obtenidos también demuestran que, cuando el sistema aparece correctamente dimensionado para el grosor y el tipo de material, el espacio intermedio interno alcanza una temperatura del aire de ejercicio totalmente cercana a la del ambiente confinado al que sirve, destacando así la energía del protector térmico de la invención.

El protector térmico de acuerdo con la presente invención también puede considerarse incluso más potente si se considera el sistema del edificio completo, implementando así el sistema de planta de la manera especificada en el ejemplo 8 a continuación.

Ejemplo 8. La planta de construcción del sistema.

El protector térmico de acuerdo con la presente invención está configurado como un verdadero sistema de calor del edificio, que consiste en el conjunto del organismo de construcción, que comprende el dispersante de la cubierta, o la estructura del recubrimiento, con todas sus características geométricas, y la red de plantas para el suministro de la energía térmica necesaria para el mantenimiento de las condiciones de bienestar en el ambiente habitado.

Es posible, en el presente caso, como se vio anteriormente, intercambiar con el espacio intermedio una cantidad adecuada de calor y obtener el equilibrio de los flujos de energía para asegurar el cumplimiento de las necesidades de la unidad de referencia.

Consigue equilibrar el fenómeno físico del intercambio de calor, hasta obtener un intercambio de cantidad de calor reducido con el espacio intermedio; con las condiciones de contorno asumidas en el espacio intermedio es suficiente para mantener una temperatura muy baja, por encima de 25°C.

Dada la baja temperatura y la reducida cantidad de calor a intercambiar con el espacio intermedio, la planta debe generar potencias reducidas e introducirlas directamente en su parte interna.

La estructura del recubrimiento térmico del protector de la invención está, por lo tanto, configurada para permitir el flujo de aire necesario, convirtiéndolo en el mismo conducto por el que la cantidad de calor generado por la planta se transmite al ambiente (o a las unidades) a climatizar (mediante el intercambio de convección forzado ya mostrado).

En particular, puede hacer que la unidad en cuestión sea completamente autónoma desde el punto de vista de la regulación, la gestión y la contabilidad del consumo, configurando la estructura del recubrimiento, y luego el espacio intermedio, de tal manera que el aire fluya en dirección horizontal y la transferencia de calor no involucre a las unidades vecinas. De esta forma, la unidad no requiere de una planta interior extra o suplementaria, ya que se sirve exclusivamente del calor de acondicionamiento del protector térmico de la invención.

En definitiva, la configuración de la planta asumida es extremadamente sencilla, especialmente si se compara con una planta tradicional que climatiza la unidad ambiental directamente desde dentro (y más aún en el caso de un sistema centralizado al servicio de más unidades ambientales).

De acuerdo con la presente invención, no hay limitaciones a la tecnología empleada para generar y transferir calor al espacio intermedio, que luego puede ser producido por cualquier tecnología, de tipo convección, que en particular la tecnología de bomba de calor, más eficaz para los datos dimensionales considerados, o tipo radiante/por irradiación, por ejemplo con tecnología de agua calentada/enfriada, y difundir a través de las paredes termo radiantes a acondicionar colocadas en el interior del espacio intermedio, o mediante ductos de aire calentado por convección con cuerpos calientes tales como chimeneas térmicas o combustibles derivados.

La planta aquí se proporciona compuesta por un grupo bomba de calor térmico con ciclo reversible; una pequeña unidad de tratamiento de aire; un sistema muy pequeño para canalizar la única conexión de la unidad de tratamiento de aire con el aire; y un elemento de modulación del flujo de entrada, para la gestión autónoma, conectable a la unidad de termorregulación en los dos puntos fijos que climatizan, colocados dentro del ambiente.

Este sistema de planta no requiere de filtros de ningún tipo, ni de complejos terminales de barras aisladas de emisión térmica. Y no afecta en modo alguno comprometer el espacio interno de la unidad o el ambiente en las mismas particiones horizontales y verticales (revestimientos, particiones, pisos, techos o falsos), y además permite un dimensionamiento modular en caso de desarrollo de ingeniería a escala industrial.

De acuerdo con lo anterior, también en términos económicos el sistema de climatización el protector térmico de acuerdo con la presente invención es muy económico, tanto en términos de costes iniciales como de costes operativos; y junto con el resto de partes de la carcasa es un sistema del edificio potenciado por energías renovables de tipo altamente aerodinámico, potente y económico.

Las ventajas de la planta de acuerdo con lo expuesto anteriormente se pueden resumir, por tanto, de la siguiente manera:

• Cancelación de la dispersión térmica por transmisión de la unidad al exterior y consecuente reducción de las necesidades térmicas de climatización;

• Ambiente de aislamiento de la unidad, con buen desempeño tanto en invierno como en verano: el borde externo junto con el espacio intermedio asegura el nivel óptimo de aislamiento; el borde interno constituye un buen volante térmico asegurando así una inercia eficaz;

• Unidad de climatización inducida por el mantenimiento de temperaturas muy bajas en el espacio: esto asegura una baja pérdida de energía debido a la diferencia de temperatura reducida entre el espacio externo y (por el borde externo) y por lo tanto un bajo consumo de energía en términos de envoltura total del edificio;

• Uso de "protector térmico de pared" como vehículo del flujo de aire para la climatización, evitando todo sistema de alcantarillado y una unidad ambiental al interior;

• Combinación de sistema del edificio con una planta de organismo muy simple, con un consumo de energía primaria muy reducido.

En conclusión, es posible enumerar las ventajas del protector térmico de la invención:

• Ahorros energéticos significativos (en el rango de 40-60%, más datos pueden optimizarse en función del desarrollo contingente y del dimensionamiento de los elementos del sistema) para el acondicionamiento de edificios existentes o de nueva construcción;

• Aislamiento que respeta su ambiente, con buenas prestaciones tanto en invierno como en verano: el borde externo, junto con el espacio, proporciona el nivel óptimo de aislamiento; el borde interno es un buen volante térmico que asegura, por lo tanto, una inercia efectiva; en caso de intervenciones sobre la antigüedad, el sistema multicapa el protector térmico, incluso en ausencia de operación del calor de la climatización, eleva el aislamiento del objeto de la aplicación;

• Unidad de climatización por inducción, manteniendo bajas temperaturas en el espacio: esto asegura una baja pérdida de energía debido a la reducción de la diferencia de temperatura entre el espacio externo y (por el borde externo) y por lo tanto un bajo consumo de energía en términos de envoltura total del edificio;

• Optimización del uso de ductos del sistema de distribución de climatización, mediante el uso del vehículo como flujo de aire caliente para climatización, excluyendo así cualquier sistema de alcantarillado y unidad ambiental al interior;

• El sistema puede ser utilizado con cualquier tecnología actual de producción de calor, y específicamente dimensionado con unidad térmica bomba de calor reversible y unidades de tratamiento de aire acopladas, sin exclusión y limitación para la adopción de otras tecnologías por encima del estado de la técnica;

• Combinación de sistema del edificio con planta de organismo muy simple, con consumo de energía primaria muy reducido, debido a los altos rendimientos de la unidad térmica, los escasos saltos de temperatura que debe afrontar el sistema y la geometría de forma simplificada del sistema de climatización;

• Instalación de nuevos sistemas fuera de las habitaciones ocupadas y consecuente falta de espacio debido a dispositivos externos de las plantas y sus posibles ductos/tuberías;

• Ahorro en costes de instalación en edificios nuevos o existentes por reducción/eliminación de ductos de aire; • Ahorro de costes en el mantenimiento, por la facilidad de inspección del espacio intermedio y la facilidad de recuperación en caso de intervenciones de demolición del borde externo (solo destinado a yeso de borde externo, en el caso de revestimiento externo, la limpieza está programada para el desmonte/reemplazo de la cortina externa de forma no destructiva);

• Integración con plantas térmicas existentes; el sistema permite una sustitución auxiliar o completa de los sistemas existentes; el sistema de control, a través de electroválvulas, es opcionalmente control centralizado o periférico, para vivienda individual;

• Elevar el confort habitacional sobre la climatización, calor industrial-calor radiante y no confinado a la convección, con eliminación evidente de todas las condiciones de incomodidad que dan los sistemas tradicionales de aire.

La presente invención ha sido descrita con fines ilustrativos pero no limitativos de acuerdo con sus realizaciones preferidas, pero debe entenderse que los expertos en la técnica pueden aportar variaciones y/o modificaciones sin apartarse del ámbito de protección relacionado, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Protector térmico para un edificio, apto para constituir un sistema multicapa formado por tres elementos integrantes que comprenden, respectivamente, desde el exterior hacia el interior: una pared/cubierta periférica externa con la función de pared aislante térmica; un espacio intermedio lleno de aire para ser acondicionado; una pared/cubierta interna con la función de pared/cubierta radiante de calor; incluyendo alternativamente

- una estructura (10) de cobertura posicionable externamente alrededor de un edificio (1) existente, o parte de un edificio (1) existente, estando compuesta dicha estructura (10) de cobertura por paneles que comprenden, procediendo desde el exterior hacia el interior del edificio (1): un recubrimiento (11), una capa (16) aislante y que define un espacio (12) intermedio alrededor de las paredes externas de dicho edificio (1); dicha pared/cubierta periférica externa con función de pared termoaislante estando formada por dicho recubrimiento (11) y dicha capa (16) aislante; dicha pared/cubierta interna con la función de pared/cubierta radiante de calor estando formada por dichas paredes externas del edificio (1);

o

- una estructura (10) de cobertura aplicable como paredes externas en un edificio, estando dicha estructura (10) de cobertura compuesta por paneles que tienen una estructura multicapa que incluye, desde el exterior hacia el interior del edificio, un recubrimiento o capa (25) estructural, una capa (24) aislante, un espacio (23) intermedio y una capa consistente en un revestimiento (22) radiante de calor; dicha pared/cubierta periférica externa con función de pared termoaislante estando formada por dicho recubrimiento o capa (25) estructural y dicha capa (24) aislante; dicha pared interna/cubierta con la función de pared/cubierta radiante de calor estando formada por dicha capa que consiste en un revestimiento (22) radiante de calor;

estando dicha pared/cubierta interna con función de pared/cubierta radiante de calor en contacto con los ambientes confinados destinados a las funciones de carcasa;

dicho espacio (12, 23) intermedio contiene aire y forma una habitación, que está cerrada con respecto al ambiente circundante dentro del edificio, sin ningún paso de dicho aire desde dicho espacio intermedio a los ambientes confinados habitados de dicho edificio y que está cerrado y aislado térmicamente con respecto al ambiente circundante fuera del edificio, siendo dicho recinto apto para optimizar los flujos naturales de aire ascendente/descendente; adicionalmente dicho protector térmico que comprende medios (13) de acondicionamiento térmico del aire en dicho espacio (12, 23) intermedio.

2. Protector térmico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios (13) de acondicionamiento térmico del aire son del tipo radiante.

3. Protector térmico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios (13) de acondicionamiento térmico del aire son del tipo que operan por convección de aire forzado y comprenden una entrada de aspiración de aire a acondicionar y una salida de flujo forzado de aire acondicionado, pudiendo conectarse dicha entrada al ambiente externo y estando dicha salida en conexión fluida con dicho espacio (12) intermedio; además dicho protector térmico que comprende medios para hacer recircular el aire desde dicho espacio (12) intermedio a dichos medios (13) para el acondicionamiento térmico del aire.

4. Protector térmico de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dichos medios para recircular aire desde dicho espacio (12) intermedio a dichos medios (13) para el acondicionamiento térmico del aire comprenden una tubería conectada a dicha entrada de dichos medios (13) para el acondicionamiento térmico.

5. Protector térmico de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dichos medios (14) para recircular el aire desde dicho espacio (12) intermedio a dichos medios (13) para el acondicionamiento térmico del aire comprenden un segundo espacio (14') intermedio, dispuesto externamente con respecto a dicho espacio (12) intermedio.

6. Protector térmico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3-5, caracterizado porque dichos medios (13) para el acondicionamiento térmico del aire se seleccionan entre un acondicionador térmico, un termoventilador, una bobina de ventilador o un acondicionador de aire.

7. Protector térmico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos medios (13) de acondicionamiento térmico del aire son operados por sensores de temperatura.