WO2009040454A1 - Panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar, cubierta colectora de energía solar transitable - Google Patents

Panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar, cubierta colectora de energía solar transitable Download PDF

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WO2009040454A1
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Cors Josep Garcia
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Definitions

  • the present invention concerns in general a solar energy collector architectural enclosure panel, applicable to roof and facade, and more particularly to a solar energy collector architectural enclosure panel formed from two shaped, facing plates , joined along a watertight joint line and provided with additional mechanical joints to form a panel capable of being advantageously part of a collectable solar energy collector cover, although it is also suitable for other types of enclosures.
  • the present invention also concerns a collectable solar energy collector cover provided with an air chamber in the lower part, which can be closed or communicated with the outside or with an internal heating air ducting of a building in which The cover is installed.
  • a multifunctional modular element for the formation of a roof comprising interior and exterior slabs facing and joined together along a closed perimeter.
  • Said plates define within said closed perimeter embossed conformations that form a circuit for a heat transfer fluid, with an inlet and an outlet.
  • the union between the inner and outer plates is obtained by a cold deformation process of localized areas of both plates without perforation, known as "clinching", and the tightness of the closed perimeter Ia provides a joint arranged between the two plates.
  • Moore's US-A-4010733 patent describes a solar collector adapted to be part of a building roof.
  • This solar collector is formed from two facing plates, one inside and one outside, joined by a tight junction line along a closed perimeter, and provided with embossed conformations within said closed perimeter to form a circuit for a fluid heat carrier with an input an output.
  • From some longitudinal edges of the outer plate there are fins that act as supports for one or more crystals covering the outer surface of the outer sheet in order to form one or more layers of air capable of retaining the heat generated by the solar radiation .
  • the outer fins are also used to establish tight joints between adjacent collectors by covering joint profiles.
  • finished skirts extend in respective folded portions that extend towards each other. The inner surfaces of the inner sheet and the skirts, as well as the inner and outer surfaces of the folded portions are covered by a layer of insulating material.
  • the solar collector of the US-A-4010733 patent does not have transverse reinforcement members to ensure the passability of the cover, and in addition, the layer of insulating material that covers the outer surfaces of the folded portions causes that, when The collector is installed on transverse elements of the building structure, the collector rests on the insulating material and this can be crushed, for example, by the weight of the maintenance operator.
  • the patent EP-A-1715261 helps to solve the above inconveniences by providing a modular solar energy collector element formed from an inner plate and an outer plate facing, joined by a line of tight connection along a closed perimeter, and provided with embossed conformations within said closed perimeter to form a circuit for a heat transfer fluid with an inlet an outlet.
  • the outer surface of the outer sheet is directly exposed to solar radiation, since the practicality and economy of manufacturing, installation and maintenance have been prioritized over efficiency taking into account the large area exposed to solar radiation that is generally available both on facades and on roofs of buildings. From the longitudinal edges of the outer sheet there are fins that serve to establish watertight joints between adjacent modular elements.
  • the aforementioned closed perimeter that form the circuit for the heat transfer fluid is separated at a distance from the perimeter edges of the inner and outer plates sufficient for the purpose leaving corridors free of embossed conformations on which operators can rest their feet to walk on the deck.
  • From some longitudinal edges of the inner plate there are finished skirts in respective folded portions that extend towards each other forming facing channels, and transverse reinforcement members are arranged under the inner plate with their ends embedded in said channels .
  • Some pieces of insulating material are arranged under the inner plate filling the spaces between the transverse reinforcement elements and with their end edges embedded in the same channels.
  • the modular element is reinforced transversely against the flexion and the folded portions of the skirts rest directly on the transverse elements of the structure of the building, which favors the passability with a low cost when the modular elements are used, for example , to form a cover.
  • the modular element of said patent EP-A-1715261 has a disadvantage in that the main mechanical connection between the inner and outer plates is the sealed joint line that forms the closed perimeter of the circuit for the heat transfer fluid, and , due to the distance between this closed perimeter and the opposite longitudinal edges of the inner and outer plates, when the modular element is requested for flexion in the longitudinal direction, the sheets tend to bend and separate in the areas of maximum effort to the flexion adjacent to said longitudinal edges of the outer and inner plates.
  • the present invention contributes to solving the above and other inconveniences by providing a solar energy collector architectural enclosure panel, applicable to roof and façade, of the type comprising an outer sheet and an inner sheet mutually facing each other and joined by a sealed joint line along a closed perimeter separated at a distance from perimetric edges of said outer and inner plates.
  • a solar energy collector architectural enclosure panel applicable to roof and façade, of the type comprising an outer sheet and an inner sheet mutually facing each other and joined by a sealed joint line along a closed perimeter separated at a distance from perimetric edges of said outer and inner plates.
  • one or more embossed conformations are formed to form between them a circuit for a heat transfer fluid within said closed perimeter, said circuit having an inlet and an outlet.
  • Adjacent to opposite longitudinal edges of the outer sheet are first longitudinal stiffening configurations and adjacent to opposite longitudinal edges of the inner sheet are second longitudinal stiffening configurations, which are configured to rest on elements transversal of a structure.
  • the panel of the present invention is characterized in that the outer and inner plates are also joined by at least one mechanical joint in an area provided for maximum effort to bending adjacent to at least one of said opposite longitudinal edges of the outer and inner plates.
  • the aforementioned distance between said sealed joint line that forms the closed perimeter and the opposite longitudinal edges of the outer and inner plates provides a corridor free of embossed conformations of sufficient width to allow supporting at least one foot, at the same time that the mentioned mechanical union between the outer and inner plates ensures that the two outer and inner plates act both together as structural elements to resist, for example, at least the weight of an operator that transits on architectural enclosure panels solar energy collectors of according to the present invention when they are used, for example, to form a cover.
  • the aforementioned zone of maximum effort to bending occurs potentially in the central area of the panel when, for example, a panel is supported by its ends on transverse elements of the structure and a load is applied in a central area thereof. Therefore, the mechanical connection between the outer and inner plates will be conventionally located in the central areas of the panel adjacent to the opposite longitudinal edges of the outer and inner plates.
  • the outer and inner plates are in general metal sheets of steel, zinc, or aluminum, among others, and the mechanical joining can be carried out by any of the great variety of known techniques for joining metal sheets.
  • the mechanical joint can comprise a welding point or several aligned welding points, a welding cord or several aligned short welding lines, a clinching point or several aligned clinching points, a point of union by set of screw and nut or several points of union by set of screw and nut aligned, a point of union by rivet or several points of union by rivet aligned, etc.
  • screw and nut or rivet joints it is convenient to use rubber washers to seal the holes necessary for installation.
  • the enclosure panels must be fixed to a support structure, for example, to counteract a suction force generated by wind and other forces that tend to lift or displace the enclosure panels when used both in walls and in covered.
  • the fixing is solved without the need for additional parts external to the enclosure panel but by means of fixing configurations formed in one of the components that constitute the panel, following the criterion of ensuring that each element that composes the panel can perform several functions at the same time. More specifically, said fixation configurations are formed as projections of transverse stiffening members arranged transversely adjacent to the inner sheet of the panel, which, on this occasion, are made of sheet metal, and preferably of sheet metal.
  • transverse stiffening members made of sheet metal have a laterally open channel shape and are capable of receiving and supporting opposite ends of an insulating material element disposed below the inner sheet.
  • the transverse stiffening members perform several functions. In the first place, they act as bearing elements capable of diverting the loads produced by the use and maintenance operations on the outer sheet of the panel towards the longitudinal stiffening configurations adjacent to the longitudinal edges of the outer and inner sheets of the panel. On the other hand they contribute to frame, support and retain the elements of insulating material adjacent to the lower face of the inner sheet, and also provide the aforementioned fixing configurations.
  • transverse stiffening members from cut and folded sheet metal to form "C" profiles that are subsequently integrated into the rest of the panel formed by the outer and inner sheets, either by welding or by any other mechanical connection, and form fins that protrude from the lateral limits of the panel and which can be fixed to the support structure also by means of ends of said "C" profiles.
  • a mechanical union When not in use, said flap can be folded up and attached to the outer face of the corresponding skirt of the inner sheet in order to facilitate the packing and transport of the closing panel.
  • an operator can deploy those panel fins that are considered necessary in accordance with a process of assembly and / or effort calculation to ensure that the enclosure panel is attached to the support structure, and the deployed fins can be fixed by screws or any other means of mechanical attachment to the support structure.
  • Those fins that have not been considered necessary can remain folded without interfering with the installation of other adjacent panels.
  • said fins may have one or more holes previously made in the factory to facilitate the introduction of screws or other fasteners, although alternatively said holes may be made at the time of the installation.
  • the present invention provides a collectable solar energy collector cover, which is formed by at least one solar energy collector architectural enclosure panel in accordance with the first aspect of the present invention supported on transverse elements of a structure, for example, of a building.
  • the cover of the present invention is characterized in that it includes an air chamber formed by at least one insulating plate supported below said solar energy collector architectural enclosure panel by at least one support element.
  • This support element comprises a spacer member having an upper end and a lower end. From said upper end, at least one flap configured laterally to be inserted between the outer and inner sheets of the solar energy collector architectural enclosure panel extends in an area adjacent to one of its opposite longitudinal edges, and said lower end has a support configuration configured to support said insulating plate.
  • the cover of the present invention comprises a plurality of panels according to the first aspect of the present invention arranged mutually adjacent, both in the longitudinal and transverse direction, supported on the transverse elements of the structure, and connected to each other. establishing watertight joints.
  • the input and output of the circuit of each panel can be connected to a general circuit for a heat transfer fluid.
  • said support element preferably comprises two of said fins extending in opposite directions from the upper end of the corresponding spacer member.
  • the fins are set to be inserted between the outer and inner plates of two adjacent panels from their respective longitudinal edges. Obviously, the mechanical joints between the upper and lower plates will leave free sections to allow the insertion of the fins of the support elements.
  • the cover of the present invention also generally comprises a plurality of said insulating plates supported below the panels by a plurality of support elements.
  • the insulating plates have dimensions in accordance with the dimensions of the panels, and said support configuration of each support element is configured to support two of said adjacent insulating plates.
  • the air chamber thus formed below the panels that make up the cover of the present invention can simply be a closed chamber.
  • the air chamber may be in communication with the exterior of said building to facilitate a renewal of the heated air under the panels, or be in communication with an interior heating air duct of said building in order to take advantage of the heated air under the panels as a means of heating the building.
  • the cover of the present invention can be associated with a system of valves or gates to keep the air chamber closed or switch the communication of the air chamber between the exterior of the building and the heating air ducting according to the weather , The time of the year, the interior temperature of the building, or other parameters or needs.
  • Fig. 1 is a plan view of the outer side of a panel of architectural enclosure solar energy collector according to an embodiment of the first aspect of the present invention
  • Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view, with some parts sectioned, taken along the plane indicated H-Il in Fig. 1;
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view, with some sections sectioned, taken along the plane indicated HI-III in Fig. 1;
  • Fig. 4 is a plan view of the inner side of the panel of Fig. 1, with some parts sectioned;
  • Fig. 5 is an exploded perspective view of components that are part of a solar energy collector architectural enclosure panel in accordance with another embodiment of the first aspect of the present invention.
  • Fig. 6 is a perspective view of the panel formed by the components of Fig. 5 assembled;
  • Fig. 7 is a perspective view illustrating the panel of Fig. 6 fixed to elements of a support structure
  • Fig. 8 is a partial perspective view of a sheet metal element from which a transverse stiffening member that is part of the panel components can be obtained;
  • Fig. 9 is a partial perspective view of one end of the channel stiffening member in cross-section showing an open side thereof, with a fin extending from said end;
  • Fig. 10 is a partial perspective view of an end of the channel-shaped transverse stiffening member showing a closed side thereof, with a flap extending from said end and a support configuration extending from said closed side ;
  • Fig. 11 is a partial cross-sectional view taken along the indicated plane Xi-Xl in Fig. 6, showing by means of continuous lines the fin in a folded situation and by dashed lines the fin in an extended situation;
  • Fig. 12 is a partial cross-sectional view taken along the plane indicated XII-XII in Fig. 6;
  • Fig. 13 is a simplified plan view of the outer side of a solar energy collector architectural enclosure panel in accordance with yet another embodiment of the first aspect of the present invention;
  • Fig. 14 is a cross-sectional view taken along the plane indicated XIV-XIV in Fig. 13;
  • Fig. 15 is an enlarged detail showing the assembly of two enclosure panels as shown in Figs. 13 and 14;
  • Fig. 16 is a partial cross-sectional view of a collectable solar energy collector cover according to an embodiment of the second aspect of the present invention
  • Fig. 17 is a plan view of a sheet template for the formation of a support element applicable to the cover of Fig. 16 according to an embodiment example;
  • Fig. 18 is a perspective view of the support element of Fig. 17 in operative situation
  • Fig. 19 is a plan view of a sheet template for the formation of a support element applicable to the cover of Fig. 16 according to another embodiment
  • Fig. 20 is a perspective view of the support element of Fig. 19 in operative situation
  • Fig. 21 is a partial cross-sectional view of a cover of the present invention with a closed air chamber
  • Fig. 22 is a partial cross-sectional view of a cover of the present invention with an air chamber communicated with the outside; and Fig. 23 is a partial cross-sectional view of a cover of the present invention with an air chamber communicated with a heating air duct.
  • the solar energy collector architectural enclosure panel in accordance with the first aspect of the present invention is composed of an outer sheet 1 and an inner sheet 2 mutually facing and joined by a watertight joint line along a closed perimeter 7, which is separated at a predetermined distance from perimeter edges of said outer and inner plates 1, 2.
  • the outer sheet 1 has embossed conformations 3 (Figs. 1, 2 and 3) of longitudinal configuration that protrude towards the exterior and the inner plate 2 has embossed conformations 4 (Figs. 3 and 4) of transverse configuration that protrude inwards.
  • Said embossed conformations 4 of the inner plate 2 are facing the ends of the embossed conformations 3 of the outer plate 1 so that between them they form a circuit for a heat transfer fluid within said closed perimeter 7.
  • the said circuit has an entrance 5 and an outlet 6, for example, in the embossed conformations 4 of the inner sheet 2.
  • auxiliary joining lines 7a preferably sealed, which however are not connected by its ends with the sealed joint line of the closed perimeter 7 to allow a fluid exchange between the longitudinal channels defined by the embossed conformations 3 of the outer plate 1 through the transverse channels defined by the embossed conformations 4 of the inner plate 2.
  • the outer sheet 1 has first longitudinal stiffening configurations in the form of fins 13 that extend towards the outer side of the panel from opposite longitudinal edges of the outer sheet 1, and the inner sheet 2 has second longitudinal stiffening configurations in the form of skirts 8 that extend towards the inner side from opposite longitudinal edges of the inner plate 2.
  • the outer and inner plates 1, 2 have substantially the same width and said fins 13 are substantially aligned with said skirts 8 in Each side of the panel.
  • the skirts 8 are terminated in respective folded portions 8a which extend towards each other defining in cooperation with the skirts 8 and the inner plate 2 respective respective channels. Said bent portions 8a are configured to rest on transverse elements of a structure (not shown in Figs. 1 to 4).
  • first and second stiffening configurations may have other shapes than fins 13 and skirts 8 with folded portions 8a without departing from the scope of the present invention.
  • the outer and inner plates 1, 2 are preferably made of a metallic material, such as steel, zinc, or aluminum, and the union between them is mainly made by the sealed joint line of the closed perimeter 7 and the lines of auxiliary joints 7a within the closed perimeter 7, which can be, for example, continuous welding lines.
  • an essential feature of the panel of the present invention is that it has a mechanical connection 9 to additionally join the outer and inner plates 1, 2 at least in a zone of maximum effort to the flexion adjacent to at least one of said edges opposite lengths of the outer and inner plates 1, 2.
  • the panel includes mechanical joints 9 in the areas provided for maximum bending stress adjacent to the two opposite longitudinal edges of the outer and inner plates 1, 2, on both sides of the panel.
  • the mechanical joints 9 are separated from the sealed joint line of the closed perimeter 7 and close to the stiffening configurations formed by the fins 13 and skirts 8 of the outer and inner plates 1, 2, respectively, so that both plates exterior and interior 1, 2 work as structural elements and the fins 13 and the skirts 8 cooperate with each other to form a profile of high resistance to bending.
  • the panel of the present invention is equally applicable to the formation of facades.
  • mechanical joints 9 do not need to be tight, they can be performed relatively easily and economically by a variety of well-known techniques, including a single welding point, several aligned welding points, a continuous welding bead, several short lines welding lines, a clinching point, several clinching points aligned, a joint point per screw and nut set, several connection points per screw set and nut aligned, a joint point per rivet, or several points of attachment by rivet aligned, etc.
  • the mechanical joints 9 located in the middle zone in the longitudinal direction of the panel are shown, which is the area provided for maximum bending stress when the panel is supported by its ends on transverse elements of a structure.
  • the mechanical joints 9 could be located in other areas or in several zones along the panel if the installation of a particular panel so required.
  • the present invention includes several elongated transverse stiffening members 11 arranged transversely adjacent to the inner plate 2. Each of these transverse stiffening members 11 has opposite ends embedded in said facing channels formed by the inner plate 2, the skirts 8 and its bent portions 8a. In the illustrated embodiment, four of said cross stiffening members 11 are arranged in the inner part of the panel in the form of substantially rectangular cross-sectional bars, for example solid wooden bars, although alternatively they could be hollow metal or other profiles material. Two of the transverse stiffening members 11 are arranged at the ends of the inner plate 2 and the other two are arranged in intermediate equidistant positions.
  • each two transverse stiffening members 11 are filled by elements of insulating material 12, which have opposite ends embedded in the facing channels formed by the inner plate 2, the skirts 8 and their folded portions 8a.
  • said insulating material elements 12 have lower surfaces flush with lower surfaces of the transverse stiffening members 11, and one and the other may be coated with a finishing plate (not shown).
  • FIG. 5 shows the main elements from which the solar energy collector architectural enclosure panel is composed according to an example of realization of the present improvements.
  • Said main elements comprise an outer sheet 1, an inner sheet 2 and several transverse stiffening members 41, all of them made of sheet metal, generally, but not necessarily, of a metal sheet such as, for example, of steel, zinc, or aluminum, among others.
  • the outer and inner plates 1, 2 are mutually facing each other and joined by a sealing line along a closed perimeter that surrounds embossed conformations 3 formed in The outer sheet 1 and other embossed conformations 4 formed in the inner sheet 2.
  • embossed conformations 3, 4 are partially superimposed and communicated with each other to jointly form a circuit for a heat transfer fluid within said closed perimeter, with an inlet 5 and a exit 6 (Fig. 5).
  • the outer and inner plates 1, 2 are also joined by mechanical joints in planned areas of maximum effort, as explained above.
  • the outer sheet 1 has fins 13 that extend towards the outer side from its opposite longitudinal edges, and the inner sheet 2 has skirts 8 that extend towards the inner side from its opposite longitudinal edges.
  • the transverse stiffening members 41 are elongated and are arranged transversely adjacent to the inner plate 2 between the skirts 8, and have opposite ends respectively adjacent and facing the skirts 8.
  • the enclosure panel includes two of said stiffening members transverse 41 located at opposite ends of the inner plate 8 and optionally one or more intermediate transverse stiffening members 41, depending on the length and / or installation conditions of the enclosure panel.
  • the transverse stiffening members 41 are fixed to the inner plate 2 by mechanical connection, for example, by welding, by adhesive, or by screws or rivets.
  • at least one insulating material element 12 (partially shown in Figs.
  • each two transverse stiffening members 41 plate shape of a thickness approximately equal to or somewhat less than the height of the skirts 8.
  • fixing configurations extend in the form of fins 42, which are integral to the sheet of which the corresponding transverse stiffening member 41 is made.
  • the fins 42 as integral extensions of the transverse stiffening members 41 are a particularly advantageous embodiment of the present invention, the fins could alternatively be formed, for example, as integral extensions of the skirts 8 and folded out without leaving the scope of the present invention.
  • laminar elements that act as thermal and acoustic insulators.
  • Fig. 8 shows an end of a sheet element 47 from which one of the transverse stiffening members 41 can be obtained.
  • the said sheet element 47 is elongated and has stepped cuts in said end.
  • One of the stepped cuts extends in a cut 48 parallel to longitudinal edges of the sheet element 47.
  • the main body of the transverse stiffening member 41 partially shown in Fig. 9 is obtained, which is a single piece body of cut and folded sheet metal, configured as a "C" profile with an upper wall 41 a, a side wall 41b and a lower wall 41c formed respectively by the said sheet portions 47a, 47b, 47c of the sheet member 47.
  • the said upper, side and bottom walls 41a, 41b, 41c form an open channel 52, and the sheet portion 47d of the sheet member 47, once folded by the transverse fold line 51, forms an end wall 41 d closing said channel 52 at one end thereof .
  • the channel 52 is similarly closed by another corresponding final wall 41 d.
  • the transverse stiffening member 41 includes the fins 42, which are formed by extensions of the lower wall 41c at the ends thereof.
  • Each fin 42 includes at least one hole 44 to facilitate the installation of a fixing element such as a screw or rivet. This hole 44 can be advantageously made in a portion 47e of the plate element 47 which will form the fin 42 in the transverse stiffening member 41.
  • the transverse stiffening member 41 is arranged in the enclosure panel with the upper wall 41a attached to the inner plate 2, with the channel 52 open laterally and, if possible, facing the channel 52 of another of the transverse stiffening members 41 attached to the inner plate 2.
  • the channels 52 of the transverse stiffening members 41 are sized to receive and support the ends of said elements of insulating material 12, as shown in Figs. 11 and 12.
  • the transverse stiffening member 41 shown in Fig. 9 is suitable to be located at the ends of the lower plate 2 of the enclosure panel.
  • each intermediate transverse stiffening member 41 includes a support configuration 43 that extends in a direction opposite to the channel 52 formed therein. This support configuration 43 is located and sized to support one end of an insulating material element 12.
  • the support configuration 43 is formed by a "L" profile having a joined side wall 43a to a surface of the side wall 41b opposite the channel 52 and a bottom wall 43b substantially coplanar with the bottom wall 41c of the channel 52 and disposed on the opposite side thereof.
  • the fins 42 are configured, in accordance with the nature and thickness of the sheet of which the transverse stiffening member 41 is formed, so that they can be folded up and attached to an external face of the corresponding skirt 8 of the inner plate 2, as shown by continuous lines in Fig. 11, in order to facilitate the packing and transport of the enclosure panel.
  • the fins 42 can be easily deployed to an operative position (shown by dashed lines in Fig. 11) to allow fixing the enclosure panel to the structure. of support 46.
  • the enclosure panel of Fig. 6 includes two end stiffening members 41, as shown in Ia Fig. 9, and an intermediate transverse stiffening member 41, as shown in Fig. 10.
  • the channel 52 of the intermediate transverse stiffening member 41 faces the channel 52 of one of the end transverse stiffening members 41 to support a element of insulating material 12 between the two, while the support configuration 43 of the intermediate transverse stiffening member 41 faces the channel 52 of the other of the transverse stiffening members 41 to support another element of insulating material 12 between the two.
  • the insulating material element 12 occupies substantially all the space available between two transverse stiffening members 41 and the two skirts 8 of the lower plate.
  • two narrower insulating material elements 12 could be arranged between two transverse stiffening members 41, the sum of the widths of which was substantially equal to the distance between the skirts 8 of the lower plate 2.
  • the enclosure panel includes more than one intermediate transverse stiffening member 41, and, in this case, the channel 52 of each intermediate transverse stiffening member 41 may face the channel 52 of one of the transverse stiffening members 41 ends either to the channel 52 or to the support configuration 43 of another of the intermediate transverse stiffening members 41 to support between one or more elements of insulating material 12.
  • the configuration of The support 43 of each intermediate transverse stiffening member 41 may face either the channel 52 of one of the extreme transverse stiffening members 41 or the channel 52 or the support configuration 43 of another of the intermediate transverse stiffening members 41 to support between them one or more elements of insulating material 12.
  • the enclosure panel comprises only the two transverse stiffening members 41 ends arranged with their respective channels 52 facing each other to support between one or more elements of insulating material 12 between them.
  • each element of insulating material 12 may be disposed with its two ends inserted and supported in the facing channels 52 of two transverse stiffening members 41 or with one end inserted and supported in the channel 52 of a transverse stiffening member 41 and the other end simply supported in the support configuration 43 of another transverse stiffening member 41.
  • the movements of the insulating material element 12 are restricted by the transverse stiffening members 41 and also by the inner plate 2 and by the 8 skirts thereof.
  • FIGs. 13, 14 and 15 another embodiment of the enclosure panel is shown, including features designed to ensure the tightness against rain and wind between analogous panels 10 operatively assembled to form a roof or a facade.
  • the fins 13 of the outer plate 1 and the skirts 8 of the inner plate 2 have been omitted, as well as the transverse stiffening members 11 and the elements of insulating material 12.
  • the thicknesses of the sheets have been exaggerated.
  • the solar energy collector enclosure panel 10 shown in Figs. 13 and 14 comprises, in a manner analogous to the previous examples of embodiment, outer and inner plates 1, 2, which are mutually facing each other and joined by a sealed joint line along a closed perimeter 7 that surrounds conformations embossed 3 formed in the outer plate 1 and other embossed conformations 4 formed in the inner plate 2.
  • embossed conformations 3, 4 are partially superimposed and communicated with each other to jointly form a circuit for a heat transfer fluid within said closed perimeter 7.
  • the said circuit has an inlet and outlet for circulation of the heat transfer fluid.
  • the outer and inner plates 1, 2 are also joined by mechanical joints 9 in areas provided for maximum effort, as explained above.
  • an upper engagement configuration 53 is arranged and at or near a downstream end of the outer sheet 1, in relation to the direction of the water flow Da, is a lower hook configuration 54 is provided.
  • the above and lower hook configurations mentioned 53, 54 substantially cover the width of the upper plate 1 in a direction transverse to the direction of the water flow Da (Fig. 13).
  • the upper hitch configuration 53 is provided by a supplementary sheet element 55 fixed, for example by welding or adhesive, or by other means of mechanical attachment, to the outer surface of the outer sheet 1, and the lower engagement configuration 53 is provided by an extension of the sheet top 1 folded down.
  • the upper plate 1 has, at the downstream end of the enclosure panel 10, an overlap portion 1a protruding from the lower plate 2, and at the end of which the lower hook configuration 54 is formed.
  • the said overlap portion 1a of the upstream enclosure panel 10 is arranged by overlapping a portion of the upstream end of the enclosure panel 10 of downstream, so that the water moving in the direction of the water flow Da passes from the upstream enclosure panel 10 to the downstream enclosure panel 10.
  • the respective configurations of lower and upper coupling 54, 53 of the upstream and downstream enclosure panels 10 are mutually arranged (Fig. 15) forming a barrier that prevents water penetration between the two enclosure panels 10.
  • a collectable solar energy collector cover is described below in accordance with an example of embodiment of the second aspect of the present invention, which is formed by a plurality of architectural enclosure panels solar energy collectors 10 according to the first aspect of the present invention.
  • the various panels 10 are mutually adjacent, supported on transverse elements 40 of a structure (shown in Figs. 21 to 23) and connected to each other establishing watertight joints. It will be observed from Figs. 3 and 4 that the upper plate 1 of the panel 10 is slightly longer than the lower plate 2 and protrudes at the ends in the longitudinal direction.
  • Fig. 16 shows a folded portion 13a of the fin 13 on the longitudinal edge of a panel 10 overlapping a bent portion 13a of the fin 13 on the longitudinal edge of another adjacent panel 10 in the transverse direction.
  • Said overlapping bent portions 13a may be crimped or simply covered by a cover piece (not shown). Alternatively, the cover piece could cover the adjacent fins 13 without the need for overlapping bent portions 13a.
  • a passable zone W is also included between sections of the sealed joint line of the closed perimeter 7 close to the longitudinal edges of two adjacent panels 10.
  • the cover formed by the panels 10 includes an air chamber 20 formed by a plurality of insulating plates 21 supported below the solar energy collector panels 10 by a plurality of support elements 22, each of which comprises a spacer member 23 with an upper end from which two fins 24 configured to be inserted between the outer and inner plates 1, 2 of two adjacent panels 10 extend in opposite directions, and a lower end to which a support configuration 25 configured for supporting two of said adjacent insulating plates 21. More specifically, the fins 24 of the support elements can be inserted in the spaces between the two outer and inner plates 1, 2 and between the sealed joint line of the closed perimeter 7 and the longitudinal edges of the panels 10, obviously in areas where there are no said mechanical joints 9.
  • the cover could be formed by a single solar energy collector panel 10, in which case the air chamber could be formed by a single insulating plate 21 supported below of said panel 10 by several support elements 22, which in this case would include a single fin 24 extending laterally from the upper end of the spacer member 23 and configured to be inserted between the outer and inner plates 1, 2 of the single collector panel of solar energy 10 in an area adjacent to one of its opposite longitudinal edges, and the support configuration 25 would be configured Ada to support the insulating plate 21 on one side.
  • the support element 22 can be obtained in an easy and economical way from cut and folded sheet portions.
  • the support element 22 is obtained from a plate portion 30 (Fig. 17) in the form of an elongated rectangular strip provided with a first cut 31 that divides a portion in half close to a first end and a second cut 32 that divides a portion close to a second end in half.
  • the two halves of the first end can be bent at right angles to opposite sides by a first fold line 33 to form the two fins 24 of the support member 22 (Fig.
  • the two halves of the second end can be bent at an angle straight to opposite sides by a second fold line 34 to form the support configuration 25 of the support element 22 configured to support two insulating plates 21 on opposite sides.
  • the section of the plate portion 30 comprised between the first and second fold lines 33, 34 forms the spacer member 23 of the support element 22.
  • support configuration 25 provides two plates on either side and side of the member spacer 23 on which profiles 35 can be supported that support the insulating plates 21.
  • the support element 22 is also obtained from a plate portion 36 (Fig.
  • FIG. 19 in the form of an elongated rectangular strip, a portion close to a first end of which can be folded by a first line of fold 37 to form a single fin 24 of the support member 22 (Fig. 20).
  • a portion close to a second end of the plate portion 36 can be folded by a second fold line 38 to form the support configuration 25 of the support element 22 configured to support a single insulating plate 21, for example in collaboration with a profile 35.
  • This support element 22 of the embodiment of Figs. 19 and 20 is useful for a cover formed by a single panel 10 but also to support the insulating plates 21 in the panels 10 located at the lateral ends of a cover formed by multiple panels. Obviously combinations between both embodiments of the support element 22 or other embodiments are possible.
  • the air chamber 20 is a closed chamber that acts as a thermal insulator between the energy collector panels solar 10 and the interior of the building.
  • the structure of the building also includes a facade enclosure 26 and a second closed air chamber 27 formed by one or more second insulating plates 28 supported at a distance from the facade enclosure 26.
  • Fig. 22 shows another embodiment of the roof according to the second aspect of the present invention applied to a building, where the air chamber 20 is in communication with the exterior of said building.
  • the structure of the building includes a facade enclosure 26 and a second closed air chamber 27 formed by one or more second insulating plates 28 supported at a distance from the facade enclosure 26.
  • Fig. 23 shows yet another example of embodiment of The cover according to the second aspect of the present invention applied to a building, where the air chamber 20 is in communication with an interior heating air duct of the building.
  • a second air chamber 27 formed by one or more second insulating plates 28 supported at a distance from a facade enclosure 26 of the building is used as part of the heating air ducting.
  • the residual heat accumulated by the air in the air chamber 20 is used under the solar energy collector panels 10 for the heating system when it is desired to keep the interior of the building warm.
  • An additional embodiment of the cover allows combining the advantages of the three embodiments described above in relation to Figs. 21, 22 and 23 incorporating a system of valves or gates (not shown) operable to keep the air chamber 20 closed, to communicate the air chamber 20 with the outside of the building or to communicate the air chamber 20 with the channeling of heating air, according to the weather, the time of year, the interior temperature of the building, etc.

Abstract

El Panel comprende unas chapas exterior e interior (1, 2) mutuamente enfrentadas y unidas por una unión estanca a Io largo de un perímetro cerrado (7) separado a una distancia de unos bordes perimétricos del panel. Las chapas exterior e interior (1, 2) incluyen dentro del perímetro cerrado (7) conformaciones repujadas (3, 4) para formar un circuito para un fluido caloportador con una entrada y una salida. Adyacentes a bordes longitudinales opuestos de Ia chapa exterior (1) hay unas primeras configuraciones de rigidización longitudinal y adyacentes a bordes longitudinales opuestos de Ia chapa interior (2) hay unas segundas configuraciones de rigidización longitudinal configuradas para descansar sobre elementos transversales de una estructura. Las chapas exterior e interior (1, 2) están unidas además por una unión mecánica (9) en unas zonas previstas de máximo esfuerzo a Ia flexión adyacentes a dichos bordes longitudinales opuestos de las chapas exterior e interior (1, 2).

Description

PANEL DE CERRAMIENTO ARQUITECTÓNICO COLECTOR DE ENERGÍA SOLAR, Y CUBIERTA COLECTORA DE ENERGÍA SOLAR TRANSITABLE
Campo de Ia técnica La presente invención concierne en general a un panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar, aplicable a cubierta y a fachada, y más en particular a un panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar formado a partir de dos chapas conformadas, enfrentadas, unidas a Io largo de una línea de unión estanca y provistas de uniones mecánicas adicionales para formar un panel apto para formar parte ventajosamente de una cubierta colectora de energía solar transitable, aunque también es apto para otros tipos de cerramientos.
La presente invención también concierne a una cubierta colectora de energía solar transitable provista de una cámara de aire en Ia parte inferior, Ia cual puede ser cerrada o estar comunicada con el exterior o con una canalización de aire de calefacción interior de un edificio en el que Ia cubierta esté instalada.
Antecedentes de Ia invención
Por Ia solicitud de patente internacional WO2004083556, de Ia cual es inventor el actual solicitante, se conoce un elemento modular multifuncional para Ia formación de un tejado que comprende unas planchas interior y exterior enfrentadas y unidas entre sí a Io largo de un perímetro cerrado. Las mencionadas planchas definen dentro de dicho perímetro cerrado unas conformaciones repujadas que forman un circuito para un fluido caloportador, con una entrada y una salida. La unión entre las planchas interior y exterior está obtenida por un procedimiento de deformación en frío de áreas localizadas de ambas planchas sin perforación, conocido por "clinchado", y Ia estanqueidad del perímetro cerrado Ia proporciona una junta dispuesta entre las dos planchas.
La patente US-A-4010733, de Moore, describe un colector solar adaptado para formar parte de una cubierta de un edificio. Este colector solar está formado a partir de dos chapas enfrentadas, una interior y otra exterior, unidas por una línea de unión estanca a Io largo de un perímetro cerrado, y provistas de conformaciones repujadas dentro de dicho perímetro cerrado para formar un circuito para un fluido caloportador con una entrada una salida. Desde unos bordes longitudinales de Ia chapa exterior se extienden unas aletas que actúan como soportes para uno o más cristales cubriendo Ia superficie exterior de Ia chapa exterior con el fin de formar una o más capas de aire capaces de retener el calor generado por Ia radiación solar. Las aletas exteriores también se utilizan para establecer uniones estancas entre colectores adyacentes mediante perfiles cubrientes de unión. Desde unos bordes longitudinales de Ia chapa interior se extienden unos faldones terminados en unas respectivas porciones dobladas que se extienden Ia una hacia Ia otra. Las superficies interiores de Ia chapa interior y los faldones, así como las superficies interiores y exteriores de las porciones dobladas están recubiertas por una capa de material aislante.
Sin embargo, Ia citada patente US-A-4010733 tiene varios inconvenientes. En primer lugar, una cubierta formada por una pluralidad de tales colectores no sería transitable, por ejemplo, para mantenimiento, debido a la fragilidad de los cristales que forman Ia cámara de aire sobre la superficie exterior. Incluso si se desinstalaran los cristales antes de acceder a Ia cubierta, un operario se vería obligado a pisar sobre las conformaciones repujadas que forman el circuito para el fluido caloportador con el riesgo de aplastarlas, puesto que dichas conformaciones ocupan toda Ia extensión de Ia chapa exterior entre sus bordes longitudinales. Por otra parte, suponiendo que para Ia cámara de aire exterior se utilizaran cristales suficientemente resistentes para ser transitables, Ia cubierta tendría problemas de viabilidad práctica debido al peso adicional y al elevado coste de tales cristales transitables. En segundo lugar, el colector solar de Ia patente US-A-4010733 no tiene miembros de refuerzo transversales para asegurar Ia transitabilidad de Ia cubierta, y además, Ia capa de material aislante que recubre las superficies exteriores de las porciones dobladas hace que, cuando el colector es instalado sobre elementos transversales de Ia estructura del edificio, el colector descansa sobre el material aislante y éste puede ser aplastado, por ejemplo, por el peso del operario de mantenimiento.
La patente EP-A-1715261 , de Ia cual es co-inventor el actual solicitante, contribuye a solucionar los anteriores inconvenientes aportando un elemento modular colector de energía solar formado a partir de una chapa interior y una chapa exterior enfrentadas, unidas por una línea de unión estanca a Io largo de un perímetro cerrado, y provistas de conformaciones repujadas dentro de dicho perímetro cerrado para formar un circuito para un fluido caloportador con una entrada una salida. La superficie exterior de Ia chapa exterior está expuesta directamente a Ia radiación solar, puesto que se ha priorizado Ia practicidad y economía de fabricación, instalación y mantenimiento frente a Ia eficiencia teniendo en cuenta Ia gran superficie expuesta a Ia radiación solar que hay disponible en general tanto en fachadas como en cubiertas de edificios. Desde los bordes longitudinales de Ia chapa exterior se extienden unas aletas que sirven para establecer uniones estancas entre elementos modulares adyacentes. El mencionado perímetro cerrado que formar el circuito para el fluido caloportador está separado a una distancia de los bordes perimétricos de las chapas exterior e interior suficiente con el fin de dejar unos pasillos libres de conformaciones repujadas sobre los que los operarios pueden apoyar los pies para andar sobre Ia cubierta. Desde unos bordes longitudinales de Ia chapa interior se extienden unos faldones terminados en unas respectivas porciones dobladas que se extienden Ia una hacia Ia otra formando unos canales enfrentados, y unos miembros de refuerzo transversales están dispuestos bajo Ia chapa interior con sus extremos encajados en dichos canales. Unas piezas de material aislante están dispuestas bajo Ia chapa interior llenando los espacios entre los elementos transversales de refuerzo y con sus bordes extremos encajados en los mismos canales. Así, el elemento modular está reforzado transversalmente frente a Ia flexión y las porciones dobladas de los faldones se apoyan directamente sobre los elementos transversales de Ia estructura del edifico, Io que favorece Ia transitabilidad con un bajo coste cuando los elementos modulares son usado, por ejemplo, para formar una cubierta.
No obstante, el elemento modular de Ia citada patente EP-A-1715261 tiene un inconveniente consistente en que Ia principal unión mecánica entre las chapas interior y exterior es Ia línea de unión estanca que forma el perímetro cerrado del circuito para el fluido caloportador, y, debido a Ia distancia entre este perímetro cerrado y los bordes longitudinales opuestos de las chapas interior y exterior, cuando el elemento modular es solicitado a Ia flexión en Ia dirección longitudinal, las chapas tienden a doblarse y separarse en las zonas de máximo esfuerzo a Ia flexión adyacentes a dichos bordes longitudinales de las chapas exterior e interior.
Exposición de Ia invención
De acuerdo con un primer aspecto, Ia presente invención contribuye a dar solución al anterior y otros inconvenientes aportando un panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar, aplicable a cubierta y a fachada, del tipo que comprende una chapa exterior y una chapa interior mutuamente enfrentadas y unidas por una línea de unión estanca a Io largo de un perímetro cerrado separado a una distancia de unos bordes perimétricos de dichas chapas exterior e interior. En al menos una de dichas chapas exterior e interior están formadas una o más conformaciones repujadas para formar entre ambas un circuito para un fluido caloportador dentro de dicho perímetro cerrado, teniendo dicho circuito una entrada y una salida. Adyacentes a unos bordes longitudinales opuestos de Ia chapa exterior se encuentran unas primeras configuraciones de rigidización longitudinal y adyacentes a unos bordes longitudinales opuestos de Ia chapa interior se encuentran unas segundas configuraciones de rigidización longitudinal, las cuales están configuradas para descansar sobre elementos transversales de una estructura. El panel de Ia presente invención está caracterizado porque las chapas exterior e interior están unidas además por al menos una unión mecánica en una zona prevista de máximo esfuerzo a Ia flexión adyacente a al menos uno de dichos bordes longitudinales opuestos de las chapas exterior e interior. Con esta construcción, Ia mencionada distancia entre dicha línea de unión estanca que forma el perímetro cerrado y los bordes longitudinales opuestos de las chapas exterior e interior proporciona un pasillo libre de conformaciones repujadas de anchura suficiente para permitir apoyar al menos un pie, al mismo tiempo que Ia mencionada unión mecánica entre las chapas exterior e interior asegura que las dos chapas exterior e interior actúen ambas conjuntamente como elementos estructurales para resistir, por ejemplo, al menos el peso de un operario que transite sobre paneles de cerramiento arquitectónico colectores de energía solar de acuerdo con Ia presente invención cuando los mismos son utilizados, por ejemplo, para formar una cubierta. Dado que en general una cubierta estará formada por una pluralidad de paneles adyacentes, un operario podrá transitar de manera relativamente cómoda sobre Ia cubierta apoyando los pies en los pasillos de los paneles adyacentes. Así, gracias a Ia unión mecánica adicional entre las chapas interior y exterior del panel, un proyectista puede tener en cuenta Ia resistencia combinada de las chapas interior y exterior del panel, incluyendo sus respectivas configuraciones de rigidización, para calcular Ia resistencia a flexión del panel.
La mencionada zona de máximo esfuerzo a Ia flexión se produce potencialmente en Ia zona central del panel cuando, por ejemplo, un panel está apoyado por sus extremos sobre elementos transversales de Ia estructura y se aplica una carga en una zona central del mismo. Por consiguiente, Ia unión mecánica entre las chapas exterior e interior estará situada convencionalmente en las zonas centrales del panel adyacentes a los bordes longitudinales opuestos de las chapas exterior e interior. Las chapas exterior e interior son en general chapas metálicas de acero, cinc, o aluminio, entre otros, y Ia unión mecánica puede realizarse mediante una cualquiera de Ia gran variedad de técnicas conocidas para Ia unión de chapas metálicas. Por ejemplo, en cada lado del panel, Ia unión mecánica puede comprender un punto de soldadura o varios puntos de soldadura alineados, un cordón de soldadura o varias líneas cortas de soldadura alineadas, un punto de clinchado o varios puntos de clinchado alineados, un punto de unión por juego de tornillo y tuerca o varios puntos de unión por juego de tornillo y tuerca alineados, un punto de unión por remache o varios puntos de unión por remache alineados, etc. Cuando se usan uniones por juego de tornillo y tuerca o por remache es conveniente usar arandelas de caucho para estanqueizar los agujeros necesarios para su instalación. Cuando se usan cordones de soldadura o puntos o líneas cortas de unión alineadas se procurará que Ia zona central de unión abarque una longitud aproximada de 1/10 a 1/3 de Ia longitud total del panel, aunque no hay inconveniente para abarcar zonas más reducidas o más amplias, incluso toda Ia longitud del panel, si se creyera conveniente. Asimismo, cuando a partir de un proyecto arquitectónico se conocen las zonas de de máximo esfuerzo a Ia flexión para cada panel en particular, las uniones mecánicas pueden ser realizadas individualmente en cada panel de acuerdo con dicho proyecto.
Los paneles de cerramiento deben ser fijados a una estructura de soporte, por ejemplo, para contrarrestar una fuerza de succión generada por el viento y otras fuerzas que tienden a efectuar un levantamiento o desplazamiento de los paneles de cerramiento cuando son usados tanto en paredes como en cubiertas. De acuerdo con un ejemplo de realización de Ia presente invención, Ia fijación se resuelve sin necesidad de piezas adicionales externas al panel de cerramiento sino mediante configuraciones de fijación formadas en unos de los componentes que constituyen el panel, siguiendo el criterio de procurar que cada elemento que compone el panel pueda realizar varias funciones a Ia vez. Más específicamente, las mencionadas configuraciones de fijación están formadas como unas proyecciones de unos miembros de rigidización transversal dispuestos transversalmente adyacentes a Ia chapa interior del panel, los cuales, en esta ocasión están hechos de chapa, y preferiblemente de chapa metálica. Estos miembros de rigidi∑ación transversal hechos de chapa tienen una forma de canal abierto lateralmente y son capaces de recibir y soportar unos extremos opuestos de un elemento de material aislante dispuesto por debajo de Ia chapa interior. Así, los miembros de rigidización transversal realizan varias funciones. En primer lugar actúan como elementos portantes capaces de desviar las cargas producidas por el uso y operaciones de mantenimiento sobre Ia chapa exterior del panel hacia las configuraciones de rigidización longitudinal adyacentes a los bordes longitudinales de las chapas exterior e interior del panel. Por otro lado contribuyen a enmarcar, soportar y retener los elementos de material aislante adyacentes a Ia cara inferior de Ia chapa interior, y además proporcionan las mencionadas configuraciones de fijación.
En un ejemplo de realización se propone conformar los miembros de rigidización transversal a partir de chapa metálica cortada y plegada para formar unos perfiles en "C" que posteriormente son integrados al resto del panel formado por las chapas exterior e interior, ya sea por soldadura o por cualquier otra unión mecánica, y formar en unos extremos de dichos perfiles en "C" unas aletas que sobresalen de los límites laterales del panel y que pueden se fijadas a Ia estructura de soporte también mediante una unión mecánica. Cuando no está en uso, Ia mencionada aleta puede ser plegada hacia arriba y adosada a Ia cara externa del correspondiente faldón de Ia chapa interior con Ia finalidad de facilitar el embalaje y el transporte del panel de cerramiento. En el momento de Ia puesta en obra, un operario puede desplegar aquellas aletas del panel que se consideren necesarias de acuerdo con un proceso de montaje y/o de cálculo de esfuerzos para garantizar que el panel de cerramiento quede sujetado a Ia estructura de soporte, y las aletas desplegadas pueden ser fijadas mediante tornillos o cualquier otro medio de unión mecánica a Ia estructura de soporte. Aquellas aletas que no hayan sido consideradas necesarias pueden permanecer plegadas sin que interfieran en Ia instalación de otros paneles colindantes. Preferiblemente, las mencionadas aletas pueden tener uno o más agujeros previamente realizados en fábrica para facilitar Ia introducción de tornillos u otros elementos de sujeción, aunque alternativamente los mencionados agujeros pueden ser realizados en el momento de Ia puesta en obra.
De acuerdo con un segundo aspecto, Ia presente invención aporta una cubierta colectora de energía solar transitable, Ia cual está formada por al menos un panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar de acuerdo con el primer aspecto de Ia presente invención soportado sobre elementos transversales de una estructura, por ejemplo, de un edificio. La cubierta de Ia presente invención está caracterizada porque incluye una cámara de aire formada por al menos una placa aislante soportada por debajo de dicho panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar por al menos un elemento de soporte. Este elemento de soporte comprende un miembro distanciador que tiene un extremo superior y un extremo inferior. Desde el mencionado extremo superior se extiende lateralmente al menos una aleta configurada para ser insertada entre las chapas exterior e interior del panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar en una zona adyacente a uno de sus bordes longitudinales opuestos, y dicho extremo inferior tiene unida una configuración de soporte configurada para soportar dicha placa aislante.
En general, Ia cubierta de Ia presente invención comprende una pluralidad de paneles de acuerdo con el primer aspecto de Ia presente invención dispuestos mutuamente adyacentes, tanto en Ia dirección longitudinal como transversal, apoyados sobre los elementos transversales de Ia estructura, y conectados unos a otros estableciendo uniones estancas. La entrada y Ia salida del circuito de cada panel pueden estar conectadas a un circuito general para un fluido caloportador. En este caso, el mencionado elemento de soporte comprende preferiblemente dos de dichas aletas extendiéndose en direcciones opuestas desde el extremo superior del correspondiente miembro distanciador. Las aletas están configuradas para ser insertada entre las chapas exterior e interior de dos paneles adyacentes desde sus respectivos bordes longitudinales. Obviamente, las uniones mecánicas entre las chapas superior e inferior dejarán tramos libres para permitir Ia inserción de las aletas de los elementos de soporte. La cubierta de Ia presente invención también comprende en general una pluralidad de las mencionadas placas aislantes soportadas por debajo de los paneles por una pluralidad de elementos de soportes. Preferiblemente, las placas aislantes tienen unas dimensiones concordantes con las dimensiones de los paneles, y Ia mencionada configuración de soporte de cada elemento de soporte está configurada para soportar dos de dichas placas aislantes adyacentes. La cámara de aire formada así por debajo de los paneles que componen Ia cubierta de Ia presente invención puede ser simplemente una cámara cerrada. Opcionalmente, sin embargo, cuando la'mencionada estructura es Ia estructura de un edificio cerrado, Ia cámara de aire puede estar en comunicación con el exterior de dicho edificio para facilitar una renovación del aire calentado debajo de los paneles, o bien estar en comunicación con una canalización de aire de calefacción interior de dicho edificio con el fin de aprovechar el aire calentado debajo de los paneles como medio de calefacción del edificio. Opcionalmente, Ia cubierta de Ia presente invención puede estar asociada a un sistema de válvulas o compuertas para mantener Ia cámara de aire cerrada o conmutar Ia comunicación de Ia cámara de aire entre el exterior del edificio y Ia canalización de aire de calefacción según el tiempo atmosférico, Ia época del año, Ia temperatura interior del edificio, u otros parámetros o necesidades.
Hay que hacer constar que en Ia presente descripción, los términos "longitudinal" y "transversal" se utilizan en relación con Ia dirección de un flujo de agua previsto sobre el panel o cerramiento formado por múltiples paneles.
Breve descripción de los dibujos
Las anteriores y otras características y ventajas se comprenderán más plenamente a partir de Ia siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: Ia Fig. 1 es una vista en planta del lado exterior de un panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar de acuerdo con un ejemplo de realización del primer aspecto de Ia presente invención;
Ia Fig. 2 es una vista en sección transversal ampliada, con algunas partes seccionadas, tomada por el plano indicado H-Il en Ia Fig. 1; Ia Fig. 3 es una vista en sección longitudinal, con algunas partes seccionadas, tomada por el plano indicado HI-III en Ia Fig. 1; Ia Fig. 4 es una vista en planta del lado interior del panel de Ia Fig. 1 , con algunas partes seccionadas;
Ia Fig. 5 es una vista en perspectiva en explosión de unos componentes que forman parte de un panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar de acuerdo con otro ejemplo de realización del primer aspecto de Ia presente invención;
Ia Fig. 6 es una vista en perspectiva del panel formado por los componentes de Ia Fig. 5 ensamblados;
Ia Fig. 7 es una vista en perspectiva que ilustra el panel de Ia Fig. 6 fijado a unos elementos de una estructura de soporte; Ia Fig. 8 es una vista parcial en perspectiva de un elemento de chapa a partir del cual se puede obtener un miembro de rigidización transversal que forma parte de los componentes del panel;
Ia Fig. 9 es una vista parcial en perspectiva de un extremo del miembro de rigidización transversal en forma de canal mostrando un lado abierto del mismo, con una aleta que se extiende desde dicho extremo;
Ia Fig. 10 es una vista parcial en perspectiva de un extremo del miembro de rigidización transversal en forma de canal mostrando un lado cerrado del mismo, con una aleta que se extiende desde dicho extremo y una configuración de soporte que se extiende desde dicho lado cerrado; Ia Fig. 11 es una vista parcial en sección transversal tomada por el plano indicado Xi-Xl en Ia Fig. 6, mostrando mediante líneas continuas Ia aleta en una situación plegada y mediante líneas de trazos Ia aleta en una situación extendida; y
Ia Fig. 12 es una vista parcial en sección transversal tomada por el plano indicado XII-XII en Ia Fig. 6; Ia Fig. 13 es una vista en planta simplificada del lado exterior de un panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar de acuerdo con todavía otro ejemplo de realización del primer aspecto de Ia presente invención;
Ia Fig. 14 es una vista en sección transversal tomada por el plano indicado XIV- XIV en Ia Fig. 13; , Ia Fig. 15 es un detalle ampliado que muestra el ensamblaje de dos paneles de cerramiento como el mostrado en las Figs. 13 y 14;
Ia Fig. 16 es una vista parcial en sección transversal de una cubierta colectora de energía solar transitable de acuerdo con un ejemplo de realización del segundo aspecto de Ia presente invención; Ia Fig. 17 es una vista en planta de una plantilla de chapa para Ia formación de un elemento de soporte aplicable a Ia cubierta de Ia Fig. 16 según un ejemplo de realización;
Ia Fig. 18 es una vista en perspectiva del elemento de soporte de Ia Fig. 17 en situación operativa;
Ia Fig. 19 es una vista en planta de una plantilla de chapa para Ia formación de un elemento de soporte aplicable a Ia cubierta de Ia Fig. 16 según otro ejemplo de realización;
Ia Fig. 20 es una vista en perspectiva del elemento de soporte de Ia Fig. 19 en situación operativa;
Ia Fig. 21 es una vista parcial en sección transversal de una cubierta de Ia presente invención con una cámara de aire cerrada;
Ia Fig. 22 es una vista parcial en sección transversal de una cubierta de Ia presente invención con una cámara de aire comunicada con el exterior; y Ia Fig. 23 es una vista parcial en sección transversal de una cubierta de Ia presente invención con una cámara de aire comunicada con una canalización de aire de calefacción.
Descripción detallada de unos ejemplos de realización Haciendo en primer lugar referencia a las Figs. 1 a 4, el panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar de acuerdo con el primer aspecto de Ia presente invención está compuesto de una chapa exterior 1 y una chapa interior 2 mutuamente enfrentadas y unidas por una línea de unión estanca a Io largo de un perímetro cerrado 7, el cual está separado a una distancia predeterminada de unos bordes perimétricos de dichas chapas exterior e interior 1 , 2. La chapa exterior 1 tiene unas conformaciones repujadas 3 (Figs. 1 , 2 y 3) de configuración longitudinal que sobresalen hacia el exterior y Ia chapa interior 2 tiene unas conformaciones repujadas 4 (Figs. 3 y 4) de configuración transversal que sobresalen hacia el interior. Las mencionadas conformaciones repujadas 4 de Ia chapa interior 2 están enfrentadas a los extremos de las conformaciones repujadas 3 de Ia chapa exterior 1 de manera que entre ambas forman un circuito para un fluido caloportador dentro de dicho perímetro cerrado 7. El citado circuito tiene una entrada 5 y una salida 6, por ejemplo, en las conformaciones repujadas 4 de Ia chapa interior 2. Entre las conformaciones repujadas 3 de Ia chapa exterior 1 están dispuestas unas líneas de unión auxiliares 7a, preferiblemente estancas, las cuales sin embargo no están conectadas por sus extremos con Ia línea de unión estanca del perímetro cerrado 7 para permitir un intercambio de fluido entre los canales longitudinales definidos por las conformaciones repujadas 3 de Ia chapa exterior 1a través de los canales transversales definidos por las conformaciones repujadas 4 de Ia chapa interior 2.
La chapa exterior 1 tiene unas primeras configuraciones de rigidización longitudinal en Ia forma de unas aletas 13 que se extienden hacia el lado exterior del panel desde unos bordes longitudinales opuestos de Ia chapa exterior 1, y Ia chapa interior 2 tiene unas segundas configuraciones de rigidización longitudinal en Ia forma de unos faldones 8 que se extienden hacia el lado interior desde unos bordes longitudinales opuestos de Ia chapa interior 2. Las chapas exterior e interior 1 , 2 tienen substancialmente Ia misma anchura y dichas aletas 13 están substancialmente alineadas con dichos faldones 8 en cada lado del panel. En cada lado de Ia chapa interior 2, los faldones 8 están terminados en unas respectivas porciones dobladas 8a que se extienden Ia una hacia Ia otra definiendo en cooperación con los faldones 8 y Ia chapa interior 2 unos respectivos canales enfrentados. Las mencionadas porciones dobladas 8a están configuradas para descansar sobre unos elementos transversales de una estructura (no mostrados en las Figs. 1 a 4). Se comprenderá, no obstante, que alternativamente las primeras y segundas configuraciones de rigidización pueden tener otras formas diferentes a las aletas 13 y faldones 8 con porciones dobladas 8a sin salirse del alcance de Ia presente invención. Aunque no es imprescindible, las chapas exterior e interior 1 , 2 son preferiblemente de un material metálico, tal como acero, cinc, o aluminio, y Ia unión entre ambas está realizada principalmente por Ia línea de unión estanca del perímetro cerrado 7 y las líneas de unión auxiliares 7a dentro del perímetro cerrado 7, las cuales pueden ser, por ejemplo, líneas continuas de soldadura. Sin embargo, una característica esencial del panel de Ia presente invención es que tiene una unión mecánica 9 para unir adicionalmente las chapas exterior e interior 1 , 2 al menos en una zona prevista de máximo esfuerzo a Ia flexión adyacente a al menos uno de dichos bordes longitudinales opuestos de las chapas exterior e interior 1 , 2. Preferiblemente, el panel incluye uniones mecánicas 9 en las zonas previstas de máximo esfuerzo a Ia flexión adyacentes a los dos bordes longitudinales opuestos de las chapas exterior e interior 1 , 2, en ambos lados del panel. Así, las uniones mecánicas 9 están separadas de Ia línea de unión estanca del perímetro cerrado 7 y próximas a las configuraciones de rigidización formadas por las aletas 13 y faldones 8 de las chapas exterior e interior 1 , 2, respectivamente, de manera que ambas chapas exterior e interior 1 , 2 trabajan como elementos estructurales y las aletas 13 y los faldones 8 cooperan entre sí para formar un perfil de elevada resistencia a Ia flexión. Ventajosamente, entre dicha línea de unión estanca del perímetro cerrado 7 y los bordes longitudinales opuestos de las chapas exterior e interior 1 , 2 hay una distancia suficiente al menos para apoyar un pie, de manera que el panel presenta unos pasillos libres de conformaciones repujadas 3 sobre los que los operarios pueden apoyar los pies para andar sobre el mismo cuando el panel es usado para formar una cubierta transitable. Alternativamente, el panel de Ia presente invención es igualmente aplicable a Ia formación de fachadas.
Dado que las uniones mecánicas 9 no precisan ser estancas, pueden estar realizadas de manera relativamente fácil y económica por una variedad de técnicas bien conocidas, incluyendo un único punto de soldadura, varios puntos de soldadura alineados, un cordón de soldadura continuo, varias líneas cortas de soldadura alineadas, un punto de clinchado, varios puntos de clinchado alineados, un punto de unión por juego de tornillo y tuerca, varios puntos de unión por juego de tornillo y tuerca alineados, un punto de unión por remache, o varios puntos de unión por remache alineados, etc. En Ia Fig. 1 se muestran las uniones mecánicas 9 situadas en Ia zona media en Ia dirección longitudinal del panel, Ia cual es Ia zona prevista de máximo esfuerzo a Ia flexión cuando el panel está apoyado por sus extremos sobre elementos transversales de una estructura. Sin embargo, las uniones mecánicas 9 podrían estar situadas en otras zonas o en varias zonas a Io largo del panel si Ia instalación de un panel en particular así Io requiriera. Tal como se muestra en las Figs. 2, 3 y 4, el panel colector de energía solar de
Ia presente invención incluye varios miembros de rigidización transversal 11 alargados dispuestos transversalmente adyacentes a Ia chapa interior 2. Cada uno de estos miembros de rigidización transversal 11 tiene unos extremos opuestos encajados en los mencionados canales enfrentados formados por Ia chapa interior 2, los faldones 8 y sus porciones dobladas 8a. En el ejemplo de realización ilustrado, en Ia parte interior del panel están dispuestos cuatro de dichos miembros de rigidización transversal 11 en Ia forma barras de sección transversal substancialmente rectangular, por ejemplo barras macizas de madera, aunque alternativamente podrían ser perfiles huecos metálicos o de otro material. Dos de los miembros de rigidización transversal 11 están dispuestos en los extremos de Ia chapa interior 2 y los otros dos están dispuestos en posiciones intermedias equidistantes. Los espacios entre cada dos miembros de rigidización transversal 11 están rellenados por unos elementos de material aislante 12, los cuales tienen unos extremos opuestos encajados en los canales enfrentados formados por Ia chapa interior 2, los faldones 8 y sus porciones dobladas 8a. Preferiblemente, los mencionados elementos de material aislante 12 tienen unas superficies inferiores enrasadas con unas superficies inferiores de los miembros de rigidización transversal 11 , y unos y otros pueden estar recübiertos con una placa de acabado (no mostrada).
Haciendo ahora referencia a Ia Fig. 5, en ella se muestran los principales elementos a partir de los cuales se compone el panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar de acuerdo con un ejemplo de realización de las presentes mejoras. Los mencionados elementos principales comprenden una chapa exterior 1 , una chapa interior 2 y varios miembros de rigidización transversal 41 , todos ellos hechos de chapa, generalmente, aunque no imprescindiblemente, de una chapa metálica tal como, por ejemplo, de acero, cinc, o aluminio, entre otros. Una vez el panel ensamblado, tal como se muestra en Ia Fig. 6, las chapas exterior e interior 1 , 2 están mutuamente enfrentadas y unidas por una línea de unión estanca a Io largo de un perímetro cerrado que circunda unas conformaciones repujadas 3 formadas en Ia chapa exterior 1 y otras conformaciones repujadas 4 formadas en Ia chapa interior 2. Estas conformaciones repujadas 3, 4 están parcialmente superpuestas y comunicadas entre sí para formar conjuntamente un circuito para un fluido caloportador dentro de dicho perímetro cerrado, con una entrada 5 y una salida 6 (Fig. 5). Las chapas exterior e interior 1 , 2 están unidas además por unas uniones mecánicas en zonas previstas de máximo esfuerzo, tal como se ha explicado anteriormente. La chapa exterior 1 presenta unas aletas 13 que se extienden hacia el lado exterior desde sus bordes longitudinales opuestos, y Ia chapa interior 2 tiene unos faldones 8 que se extienden hacia el lado interior desde sus bordes longitudinales opuestos.
Los miembros de rigidización transversal 41 son alargados y están dispuestos transversalmente adyacentes a Ia chapa interior 2 entre los faldones 8, y tienen unos extremos opuestos respectivamente adyacentes y enfrentados a los faldones 8. Preferiblemente, el panel de cerramiento incluye dos de dichos miembros de rigidización transversal 41 situados en extremos opuestos de Ia chapa interior 8 y opcionalmente uno o más miembros de rigidización transversal 41 intermedios, dependiendo de Ia longitud y/o de las condiciones de instalación del panel de cerramiento. Los miembros de rigidización transversal 41 están fijados a Ia chapa interior 2 por unión mecánica, por ejemplo, por soldadura, por adhesivo, o mediante tornillos o remaches. En el caso de que se requieran características de aislamiento térmico y/o acústico, en un espacio disponible entre cada dos miembros de rigidización transversal 41 está dispuesto al menos un elemento de material aislante 12 (mostrado parcialmente en las Figs. 11 y 12) en forma de placa de un grosor aproximadamente igual o algo inferior a Ia altura de los faldones 8. Desde los extremos de los miembros de rigidización transversal 41 se extienden unas configuraciones de fijación en Ia forma de unas aletas 42, las cuales son integrales de Ia chapa de que está hecho el correspondiente miembro de rigidización transversal 41. Una vez el panel ensamblado, tal como se muestra en Ia Fig. 6, las mencionadas aletas 42 sobresalen lateralmente hacia fuera por debajo de los correspondientes faldones 8 de Ia chapa interior 2 y más allá de los límites laterales externos de los faldones 8. Según se muestra en Ia Fig. 7, las aletas 42 están configuradas a propósito para ser fijadas a un elemento 45 de una estructura de soporte
46 por unos medios de unión mecánica, tales como soldadura, tornillos, remaches, etc., con Io que el panel de cerramiento queda asegurado a dicha estructura de soporte 46.
Hay que hacer constar que, si bien las aletas 42 como extensiones integrales de los miembros de rigidización transversal 41 son una realización particularmente ventajosa de Ia presente invención, las aletas podrían estar formadas alternativamente, por ejemplo, como unas extensiones integrales de los faldones 8 y dobladas hacia fuera sin salir del alcance de Ia presente invención.
Para otro ejemplo de realización, entre las aletas 42 y los elementos 45 de Ia estructura de soporte 46 ilustrados en Ia Fig. 7, se disponen unos elementos laminares (no ilustrados) que actúan como aislantes térmicos y acústicos.
La Fig. 8 muestra un extremo de un elemento de chapa 47 a partir del cual se puede obtener uno de los miembros de rigidización transversal 41. El mencionado elemento de chapa 47 es alargado y presenta unos recortes escalonados en el dicho extremo. Uno de los recortes escalonados se prolonga en un corte 48 paralelo a unos bordes longitudinales del elemento de chapa 47. Además, sobre el elemento de chapa
47 están indicadas unas líneas de pliegue longitudinales 49, 50 y una línea de pliegue transversal 51 que delimitan unas porciones de chapa 47a, 47b, 47c y 47d.
Una vez el elemento de chapa 47 está doblado por dichas líneas de pliegue longitudinales 49, 50 se obtiene el cuerpo principal del miembro de rigidización transversal 41 mostrado parcialmente en Ia Fig. 9, el cual es un cuerpo monopieza de chapa cortada y plegada, configurado como un perfil en "C" con una pared superior 41 a, una pared lateral 41b y una pared inferior 41c formadas respectivamente por las mencionadas porciones de chapa 47a, 47b, 47c del elemento de chapa 47. Las mencionadas paredes superior, lateral e inferior 41a, 41b, 41c forman un canal 52 abierto, y Ia porción de chapa 47d del elemento de chapa 47, una vez doblada por Ia línea de pliegue transversal 51 , forma una pared final 41 d que cierra dicho canal 52 en un extremo del mismo. En el extremo opuesto (no mostrado) del miembro de rigidización transversal 41, el canal 52 está cerrado de manera análoga mediante otra correspondiente pared final 41 d. Tal como se ha mencionado más arriba, el miembro de rigidización transversal 41 incluye las aletas 42, las cuales están formadas por unas prolongaciones de Ia pared inferior 41c en los extremos de Ia misma. Cada aleta 42 incluye al menos un agujero 44 para facilitar Ia instalación de un elemento de fijación tal como un tornillo o remache. Este agujero 44 puede ser realizado ventajosamente en una porción 47e del elemento de plancha 47 que va a formar Ia aleta 42 en el miembro de rigidización transversal 41.
El miembro de rigidización transversal 41 está dispuesto en el panel de cerramiento con Ia pared superior 41a unida a Ia chapa interior 2, con el canal 52 abierto lateralmente y, si es posible, enfrentado al canal 52 de otro de los miembros de rigidización transversal 41 unidos a Ia chapa interior 2. Los canales 52 de los miembros de rigidización transversal 41 están dimensionados para recibir y soportar los extremos de los mencionados elementos de material aislante 12, tal como se muestra en las Figs. 11 y 12. El miembro de rigidización transversal 41 mostrado en Ia Fig. 9 es adecuado para estar situado en los extremos de Ia chapa inferior 2 del panel de cerramiento. Sin embargo, cuando el panel de cerramiento incluye uno o más miembros de rigidización transversal 41 intermedios, como es el caso de Ia realización ilustrada en las figuras, el canal 52 de un miembro de rigidización transversal 41 intermedio sólo puede estar enfrentado al canal 52 de uno de los dos miembros de rigidización transversal 41 que Io flanquean. Por este motivo, y según se muestra en Ia Fig. 10, cada miembro de rigidización transversal 41 intermedio incluye una configuración de soporte 43 que se extiende en una dirección opuesta al canal 52 formado por el mismo. Esta configuración de soporte 43 está situada y dimensionada para soportar un extremo de un elemento de material aislante 12. En el ejemplo de realización ¡lustrado, Ia configuración de soporte 43 está formada por un perfil en "L" que tiene una pared lateral 43a unida a una superficie de Ia pared lateral 41b opuesta al canal 52 y una pared inferior 43b substancialmente coplanaria con Ia pared inferior 41c del canal 52 y dispuesta en el lado opuesto al mismo.
Según un ejemplo de realización, las aletas 42 están configuradas, de acuerdo con Ia naturaleza y el grosor de Ia chapa de Ia cual está formado el miembro de rigidización transversal 41 , para que puedan ser plegadas hacia arriba y adosadas a una cara externa del correspondiente faldón 8 de Ia chapa interior 2, tal como se muestra mediante líneas continuas en Ia Fig. 11 , con Ia finalidad de facilitar el embalaje y el transporte del panel de cerramiento. En el momento de Ia instalación, las aletas 42 pueden ser fácilmente desplegadas a una posición operativa (mostrada mediante líneas de trazos en Ia Fig. 11) para permitir Ia fijación del panel de cerramiento a Ia estructura de soporte 46. Además, es posible desplegar sólo aquellas aletas 42 que se consideren necesarias para Ia fijación del panel de cerramiento a Ia estructura de soporte 46 y dejar las restantes aletas 42 en Ia posición plegada sin que éstas interfieran en Ia colocación de los paneles de cerramiento vecinos. En Ia Fig. 12 se muestra una vista parcial en sección transversal tomada por el plano indicado XII-XII en Ia Fig. 6. El panel de cerramiento de la Fig. 6 incluye dos miembros de rigidización transversal 41 extremos, como el mostrado en Ia Fig. 9, y un miembro de rigidización transversal 41 intermedio, como el mostrado en Ia Fig. 10. El canal 52 del miembro de rigidización transversal 41 intermedio está enfrentado al canal 52 de uno de los miembros de rigidización transversal 41 extremos para soportar un elemento de material aislante 12 entre ambos, mientras que Ia configuración de soporte 43 del miembro de rigidización transversal 41 intermedio está enfrentada al canal 52 del otro de los miembros de rigidización transversal 41 extremos para soportar otro elemento de material aislante 12 entre ambos. En general, el elemento de material aislante 12 ocupa substancialmente todo el espacio disponible entre dos miembros de rigidización transversal 41 y los dos faldones 8 de Ia chapa inferior. Alternativamente, entre dos miembros de rigidización transversal 41 podrían estar dispuestos varios elementos de material aislante 12 más estrechos, Ia suma de las anchuras de los cuales fuera substancialmente igual a Ia distancia entre los faldones 8 de Ia chapa inferior 2.
En otro ejemplo de realización (no mostrado), el panel de cerramiento incluye más de un miembro de rigidización transversal 41 intermedio, y, en este caso, el canal 52 de cada miembro de rigidización transversal 41 intermedio puede estar enfrentado bien al canal 52 de uno de los miembros de rigidización transversal 41 extremos o bien al canal 52 o a Ia configuración de soporte 43 de otro de los miembros de rigidización transversal 41 intermedios para soportar entre ambos uno o más elementos de material aislante 12. De manera análoga, Ia configuración de soporte 43 de cada miembro de rigidización transversal 41 intermedio puede estar enfrentada bien al canal 52 de uno de los miembros de rigidización transversal 41 extremos o bien al canal 52 o a Ia configuración de soporte 43 de otro de los miembros de rigidización transversal 41 intermedios para soportar entre ambos uno o más elementos de material aislante 12.
En otro ejemplo de realización (no mostrado) el panel de cerramiento comprende sólo los dos miembros de rigidización transversal 41 extremos dispuestos con sus respectivos canales 52 enfrentados para soportar entre ambos uno o más elementos de material aislante 12 entre ambos. Se comprenderá que cada elemento de material aislante 12 puede estar dispuesto con sus dos extremos insertados y soportados en los canales 52 enfrentados de dos miembros de rigidización transversal 41 o con un extremo insertado y soportado en el canal 52 de un miembro de rigidización transversal 41 y el otro extremo simplemente soportado en Ia configuración de soporte 43 de otro miembro de rigidización transversal 41. En cualquier caso, los movimientos del elemento de material aislante 12 están restringidos por los miembros de rigidización transversal 41 y además por Ia chapa interior 2 y por los faldones 8 de Ia misma.
En las Figs. 13, 14 y 15 se muestra otro ejemplo de realización del panel de cerramiento incluyendo unas características destinadas a asegurar Ia estanqueidad frente a Ia lluvia y el viento entre paneles 10 análogos ensamblados operativamente para formar un tejado o una fachada. Hay que señalar que, sólo para una mayor claridad del dibujo, en las Figs. 13, 14 y 15 se han omitido las aletas 13 de Ia chapa exterior 1 y los faldones 8 de Ia chapa interior 2, así como los miembros de rigidización transversal 11 y los elementos de material aislante 12. Por el mismo motivo, en las Figs. 14 y 15 se han exagerado los grosores de las chapas.
El panel de cerramiento colector de energía solar 10 mostrado en las Figs. 13 y 14 comprende, de una manera análoga a los anteriores ejemplos de realización, unas chapas exterior e interior 1 , 2, las cuales están mutuamente enfrentadas y unidas por una línea de unión estanca a Io largo de un perímetro cerrado 7 que circunda unas conformaciones repujadas 3 formadas en Ia chapa exterior 1 y otras conformaciones repujadas 4 formadas en Ia chapa interior 2. Estas conformaciones repujadas 3, 4 están parcialmente superpuestas y comunicadas entre sí para formar conjuntamente un circuito para un fluido caloportador dentro de dicho perímetro cerrado 7. El mencionado circuito tiene una entrada y una salida para circulación del fluido caloportador. Las chapas exterior e interior 1 , 2 están unidas además por unas uniones mecánicas 9 en unas zonas previstas de máximo esfuerzo, tal como se ha explicado anteriormente.
En este ejemplo de realización, en o cerca de un extremo de corriente arriba de Ia chapa exterior 1 , en relación con Ia dirección de un flujo de agua, indicada mediante las flechas Da en las Figs. 13, 14 y 15, previsto sobre el panel o cerramiento 10, está dispuesta una configuración de enganche superior 53 y en o cerca de un extremo de corriente abajo de Ia chapa exterior 1 , en relación con Ia dirección del flujo de agua Da, está dispuesta una configuración de enganche inferior 54. Las mencionadas configuraciones de enganche superior e inferior 53, 54 abarcan substancialmente Ia anchura de Ia chapa superior 1 en una dirección transversal a Ia dirección del flujo de agua Da (Fig. 13). Preferiblemente, Ia configuración de enganche superior 53 está proporcionada por un elemento de chapa suplementario 55 fijado, por ejemplo mediante soldadura o adhesivo, o por otros medios de unión mecánica, a Ia superficie exterior de Ia chapa exterior 1 , y Ia configuración de enganche inferior 53 está proporcionada por una extensión de Ia chapa superior 1 doblada hacia abajo. La chapa superior 1 tiene, en el extremo de corriente abajo del panel de cerramiento 10, una porción de solape 1a que sobresale de Ia chapa inferior 2, y en el extremo de Ia cual está formada Ia configuración de enganche inferior 54.
Cuando dos paneles de cerramiento 10 análogos a los de las Figs. 13 y 14 son ensamblados para formar un tejado o una fachada (Fig. 15), Ia mencionada porción de solape 1a del panel de cerramiento 10 de corriente arriba se dispone solapando por encima una porción del extremo de corriente arriba del panel de cerramiento 10 de corriente abajo, de manera que el agua que se mueve en Ia dirección del flujo de agua Da pasa del panel de cerramiento 10 de corriente arriba al panel de cerramiento 10 de corriente abajo. Sin embargo, y especialmente cuando existe viento soplando en una dirección Dv opuesta a Ia dirección del flujo de agua Da, existe el riesgo de que un reflujo de agua- penetre entre los dos paneles de cerramiento 10. Para evitar este riesgo, las respectivas configuraciones de enganche inferior y superior 54, 53 de los paneles de cerramiento 10 de corriente arriba y corriente abajo se disponen mutuamente engarzadas (Fig. 15) formando una barrera que impide Ia penetración del agua entre los dos paneles de cerramiento 10.
En relación ahora con Ia Fig. 16 Fig. 5 se describe a continuación una cubierta colectora de energía solar transitable de acuerdo con un ejemplo de realización del segundo aspecto de Ia presente invención, Ia cual está formada por una pluralidad de los paneles de cerramiento arquitectónico colectores de energía solar 10 de acuerdo con el primer aspecto de Ia presente invención. Los varios los paneles 10 están mutuamente adyacentes, apoyados sobre elementos transversales 40 de una estructura (mostrados en las Figs. 21 a 23) y conectados unos a otros estableciendo uniones estancas. Se observará a partir de las Figs. 3 y 4 que Ia chapa superior 1 del panel 10 es ligeramente más larga que Ia chapa inferior 2 y sobresale por los extremos en Ia dirección longitudinal. Así, Ia porción de Ia chapa superior 1 sobresaliente del extremo de corriente abajo de un panel 10 puede solapar Ia porción de Ia chapa superior 1 sobresaliente del extremo de corriente arriba de otro panel 10 adyacente en Ia dirección longitudinal, e incluso esta porción de Ia chapa superior 1 sobresaliente del extremo de corriente arriba puede ser insertada entre las dos chapas superior e inferior 1 , 2 del primer panel 10 en virtud de Ia distancia de separación entre Ia línea de unión estanca del perímetro cerrado 7 y los bordes de dichas chapas exterior e interior 1 , 2. En cuanto a Ia unión estanca entre paneles 10 adyacentes en Ia dirección transversal, Ia Fig. 16 muestra una porción doblada 13a de Ia aleta 13 en el borde longitudinal de un panel 10 solapando una porción doblada 13a de Ia aleta 13 en el borde longitudinal de otro panel 10 adyacente en Ia dirección transversal. Las mencionadas porciones dobladas 13a solapadas pueden ser engatilladas o simplemente cubiertas por una pieza de cubrimiento (no mostrada). Alternativamente, Ia pieza de cubrimiento podría cubrir las aletas 13 adyacentes sin necesidad de porciones dobladas 13a solapadas. En Ia Fig. 16 se ha indicado asimismo una zona transitable W comprendida entre tramos de Ia línea de unión estanca del perímetro cerrado 7 próximos a los bordes longitudinales de dos paneles 10 adyacentes.
La cubierta formada por los paneles 10 incluye una cámara de aire 20 formada por una pluralidad de placas aislantes 21 soportadas por debajo de los paneles colectores de energía solar 10 mediante una pluralidad de elementos de soportes 22, cada uno de los cuales comprende un miembro distanciador 23 con un extremo superior desde el cual se extienden en direcciones opuestas dos aletas 24 configuradas para ser insertada entre las chapas exterior e interior 1 , 2 de dos paneles 10 adyacentes, y un extremo inferior al que está unida una configuración de soporte 25 configurada para soportar dos de dichas placas aislantes 21 adyacentes. Más específicamente, las aletas 24 de los elementos de soporte pueden ser insertadas en los espacios existentes entre las dos chapas exterior e interior 1 , 2 y entre Ia línea de unión estanca del perímetro cerrado 7 y los bordes longitudinales de los paneles 10, obviamente en unas zonas donde no haya las mencionadas uniones mecánicas 9. En algún caso excepcional, Ia cubierta podría estar formada por un único panel colector de energía solar 10, en cuyo caso Ia cámara de aire podría estar formada por una única placa aislante 21 soportada por debajo de dicho panel 10 por varios elementos de soporte 22, los cuales en este caso incluirían una única aleta 24 extendiéndose lateralmente desde el extremo superior del miembro distanciador 23 y configurada para ser insertada entre las chapas exterior e interior 1 , 2 del único panel colector de energía solar 10 en una zona adyacente a uno de sus bordes longitudinales opuestos, y Ia configuración de soporte 25 estaría configurada para soportar Ia placa aislante 21 por un lado.
Tal como se muestra en las Figs. 17 a 20, el elemento de soporte 22 puede ser obtenido de una manera fácil y económica a partir de porciones de chapa cortadas y dobladas. En el ejemplo de realización de las Figs. 17 y 18, el elemento de soporte 22 está obtenido a partir de una porción de plancha 30 (Fig. 17) en forma de tira rectangular alargada provista de un primer corte 31 que divide por Ia mitad una porción próxima a un primer extremo y un segundo corte 32 que divide por Ia mitad una porción próxima a un segundo extremo. Las dos mitades del primer extremo pueden ser dobladas en ángulo recto hacia lados opuestos por una primera línea de doblez 33 para formar las dos aletas 24 del elemento de soporte 22 (Fig. 18) y las dos mitades del segundo extremo pueden ser dobladas en ángulo recto hacia lados opuestos por una segunda línea de doblez 34 para formar Ia configuración de soporte 25 del elemento de soporte 22 configurada para soportar dos placas aislantes 21 por lados opuestos. El tramo de Ia porción de plancha 30 comprendido entre las primera y segunda líneas de doblez 33, 34 forma el miembro distanciador 23 del elemento de soporte 22. En este ejemplo de realización, configuración de soporte 25 proporciona dos pletinas a lado y lado del miembro distanciador 23 sobre las que pueden apoyarse unos perfiles 35 que soportan las placas aislantes 21. En el ejemplo de realización de las Figs. 19 y 20, el elemento de soporte 22 está también obtenido a partir de una porción de plancha 36 (Fig. 19) en forma de tira rectangular alargada, una porción próxima a un primer extremo de Ia cual puede ser doblada por una primera línea de doblez 37 para formar una única aleta 24 del elemento de soporte 22 (Fig. 20). Una porción próxima a un segundo extremo de Ia porción de plancha 36 puede ser doblada por una segunda línea de doblez 38 para formar Ia configuración de soporte 25 del elemento de soporte 22 configurada para soportar una sola placa aislante 21 , por ejemplo en colaboración con un perfil 35. Este elemento de soporte 22 del ejemplo de realización de las Figs. 19 y 20 es útil para una cubierta formada por un único panel 10 pero también para soportar las placas aislantes 21 en los paneles 10 situados en los extremos laterales de una cubierta formada por múltiples paneles. Obviamente son posibles combinaciones entre ambos ejemplos de realización del elemento de soporte 22 u otras realizaciones. La Fig. 21 muestra un ejemplo de realización de Ia cubierta de acuerdo con el segundo aspecto de Ia presente invención aplicada a un edificio, en el que Ia cámara de aire 20 es una cámara cerrada que actúa como aislante térmico entre los paneles colectores de energía solar 10 y el interior del edificio. En este ejemplo de realización, Ia estructura del edifico también incluye un cerramiento de fachada 26 y una segunda cámara de aire 27 cerrada formada por una o más segundas placas aislantes 28 soportadas a una distancia del cerramiento de fachada 26.
La Fig. 22 muestra otro ejemplo de realización de Ia cubierta de acuerdo con el segundo aspecto de Ia presente invención aplicada a un edificio, donde Ia cámara de aire 20 está en comunicación con el exterior de dicho edificio. Con ello se consigue ventilar Ia cámara de aire 20 y sustituir el aire calentado bajo los paneles 10 por aire fresco, Io que aumenta el efecto aislante de Ia cámara de aire cuando se pretende mantener fresco el interior del edificio. También aquí Ia estructura del edifico incluye un cerramiento de fachada 26 y una segunda cámara de aire 27 cerrada formada por una o más segundas placas aislantes 28 soportadas a una distancia del cerramiento de fachada 26. La Fig. 23 muestra todavía otro ejemplo de realización de Ia cubierta de acuerdo con el segundo aspecto de Ia presente invención aplicada a un edificio, donde Ia cámara de aire 20 está en comunicación con una canalización de aire de calefacción interior del edificio. En este caso, como parte de Ia canalización de aire de calefacción se utiliza una segunda cámara de aire 27 formada por una o más segundas placas aislantes 28 soportadas a una distancia de un cerramiento de fachada 26 del edifico. De esta manera se aprovecha el calor residual acumulado por el aire en Ia cámara de aire 20 bajo los paneles colectores de energía solar 10 para el sistema de calefacción cuando se quiere mantener caliente el interior del edificio.
Un ejemplo de realización adicional de Ia cubierta (no mostrado) permite combinar las ventajas de los tres ejemplos de realización descritos más arriba en relación con las Figs. 21 , 22 y 23 incorporando un sistema de válvulas o compuertas (no mostrado) operable para mantener Ia cámara de aire 20 cerrada, para comunicar Ia cámara de aire 20 con el exterior del edificio o para comunicar Ia cámara de aire 20 con Ia canalización de aire de calefacción, de acuerdo con el tiempo atmosférico, Ia época del año, Ia temperatura interior del edificio, etc.
Un experto en Ia técnica será capaz de efectuar modificaciones y variaciones a partir de los ejemplos de realización mostrados y descritos sin salirse del alcance de Ia presente invención según está definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar, aplicable a cubierta y a fachada, del tipo que comprende: una chapa exterior (1) y una chapa interior (2) mutuamente enfrentadas y unidas por una línea de unión estanca a Io largo de un perímetro cerrado (7) separado a una distancia de unos bordes perimétricos de dichas chapas exterior e interior (1 , 2); una o más conformaciones repujadas (3, 4) en al menos una de dichas chapas exterior e interior (1 , 2) para formar entre ambas un circuito para un fluido caloportador dentro de dicho perímetro cerrado (7), teniendo dicho circuito una entrada (5) y una salida (6); y unas primeras configuraciones de rigidización longitudinal adyacentes a unos bordes longitudinales opuestos de Ia chapa exterior (1) y unas segundas configuraciones de rigidización longitudinal adyacentes a unos bordes longitudinales opuestos de Ia chapa interior (2) y configuradas para descansar sobre elementos transversales de una estructura, caracterizado porque las chapas exterior e interior (1 , 2) están unidas además por al menos una unión mecánica (9) en una zona prevista de máximo esfuerzo a Ia flexión adyacente a al menos uno de dichos bordes longitudinales opuestos de las chapas exterior e interior (1, 2).
2.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 1 , caracterizado porque las chapas exterior e interior (1, 2) incluyen al menos una de dichas uniones mecánicas (9) en una zona prevista de máximo esfuerzo a Ia flexión adyacente a cada uno de dichos bordes longitudinales opuestos de las chapas exterior e interior (1, 2).
3.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicha unión mecánica (9), que es al menos una, está seleccionada de un grupo que incluye un punto de soldadura; varios puntos de soldadura alineados; un cordón de soldadura; varias líneas cortas de soldadura alineadas; un punto de clinchado; varios puntos de clinchado alineados; un punto de unión por juego de tornillo y tuerca; varios puntos de unión por juego de tornillo y tuerca alineados; un punto de unión por remache; o varios puntos de unión por remache alineados.
4.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 3, caracterizado porque dichas segundas configuraciones de rigidización longitudinal comprenden unos faldones (8) que se extienden hacia el lado interior desde dichos bordes longitudinales opuestos de Ia chapa interior (2).
5.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 4, caracterizado porque los faldones (8) en cada lado de Ia chapa interior (2) están terminados en unas respectivas porciones dobladas (8a) que se extienden Ia una hacia Ia otra definiendo en cooperación con los faldones (8) y Ia chapa interior (2) respectivos canales enfrentados.
6.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 5, caracterizado porque varios miembros de rigidización transversal (11) alargados están dispuestos transversalmente adyacentes a Ia chapa interior (2), teniendo cada uno de dichos miembros de rigidización transversal (11) unos extremos opuestos encajados en dichos canales enfrentados.
7,- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 6, caracterizado porque un espacio entre cada dos de dichos miembros de rigidización transversal (11) está rellenado por al menos un elemento de material aislante (12) con unos extremos opuestos encajados en dichos canales enfrentados.
8.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 6, caracterizado porque dichos miembros de rigidización transversal (11) son barras de madera de sección transversal substancialmente rectangular.
9.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 4, caracterizado porque dichas primeras configuraciones de rigidización longitudinal comprenden unas aletas (13) que se extienden hacia el lado exterior desde dichos bordes longitudinales opuestos de Ia chapa exterior (1), estando dichas aletas (13) substancialmente alineadas con dichos faldones (8) en cada lado del panel.
10.- Panel, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque entre dicha línea de unión estanca a Io largo de un perímetro cerrado (7) y dichos bordes longitudinales opuestos de las chapas exterior e interior (1 , 2) hay una distancia suficiente al menos para apoyar un pie.
11.- Panel, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende unas configuraciones de fijación en Ia forma de unas aletas (42) que sobresalen lateralmente hacia fuera más allá de los límites laterales externos de los faldones (8) de Ia chapa interior (2), estando dichas aletas (42) configuradas a propósito para ser fijadas a un elemento (45) de una estructura de soporte (46) por unos medios de unión mecánica.
12.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 11 , caracterizado porque comprende al menos un miembro de rigidización transversal (41) alargado hecho de chapa dispuesto transversalmente adyacente a Ia chapa interior (2), y al menos una de las aletas (42) es integral de Ia chapa de que está hecho dicho miembro de rigidización transversal (41).
13.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 12, caracterizado porque el miembro de rigidización transversal (41) tiene unos extremos opuestos respectivamente adyacentes y enfrentados a los faldones (8) de Ia chapa interior (2), y desde al menos uno de dichos extremos del miembro de rigidización transversal (41) se extiende al menos una de las aletas (42) por debajo del correspondiente faldón (8) de Ia chapa interior (2).
14.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 13, caracterizado porque el miembro de rigidización transversal (41) define un perfil en "C" que forma un canal (52) abierto lateralmente dimensionado para recibir y soportar un extremo de un elemento de material aislante (12), y el panel de cerramiento comprende al menos dos de dichos miembros de rigidización transversal (41) dispuestos con dichos canales (52) enfrentados y al menos uno de dichos elementos de material aislante (12) con sus extremos insertados y soportados en los canales (52) enfrentados formados por los dos miembros de rigidización transversal (41).
15.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 13, caracterizado porque comprende dos miembros de rigidización transversal (41) extremos y uno o más miembros de rigidización transversal (41) intermedios, donde cada miembro de rigidización transversal (41) intermedio incluye al menos una configuración de soporte (43) que se extiende en una dirección opuesta al canal (52) formado por el mismo y que está dimensionada para soportar un extremo de un elemento de material aislante (12), donde el canal (52) de cada miembro de rigidización transversal (41) intermedio está enfrentado al canal (52) de uno de dichos miembros de rigidización transversal (41) extremos o al canal (52) o a Ia configuración de soporte (43) de otro de los miembros de rigidización transversal (41) intermedios para soportar al menos un elemento de material aislante (12) entre ambos, y dicha configuración de soporte (43) de cada miembro de rigidización transversal (41) intermedio está enfrentada al canal (52) de uno de los miembros de rigidización transversal (41) extremos o al canal (52) o a Ia configuración de soporte (43) de otro de los miembros de rigidización transversal (41) intermedios para soportar al menos un elemento de material aislante (12) entre ambos.
16.- Panel, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque el miembro de rigidización transversal (41) incluyendo las aletas (42) es un cuerpo monopieza de chapa cortada y plegada con una pared superior (41a), una pared lateral (41 b) y una pared inferior (41c), donde las aletas (42) están formadas por unas prolongaciones de dicha pared inferior (41c) en los extremos de Ia misma.
17.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 15, caracterizado porque el miembro de rigidización transversal (41) intermedio incluyendo las aletas (42) es un cuerpo monopieza de chapa cortada y plegada con una pared superior (41a), una pared lateral (41b) y una pared inferior (41c), donde las aletas (42) están formadas por unas prolongaciones de dicha pared inferior (41c) en los extremos de Ia misma, y Ia configuración de soporte (43) está formada por un perfil en "L" que tiene una pared lateral (43a) unida a una superficie de dicha pared lateral (41 b) del miembro de rigidización transversal (41) opuesta al canal (52) y una pared inferior (43b) substancialmente coplanaria con Ia pared inferior (41c) del miembro de rigidización transversal (41).
18.- Panel, de acuerdo con Ia reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque el miembro de rigidización transversal (41) tiene además unas paredes finales (41 d) que cierran el canal (52) por los extremos.
19.- Panel, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado porque dicha aleta (42) está configurada a propósito para ser plegada hacia arriba y adosada a una cara externa del correspondiente faldón (8) de Ia chapa interior (2) con Ia finalidad de facilitar el embalaje y el transporte del panel de cerramiento, y para ser desplegada a una posición operativa cuando Ia aleta (42) necesita ser usada.
20.- Panel, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizado porque el miembro de rigidización transversal (41) está fijado a Ia chapa interior (2) por unión mecánica.
21.- Panel, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 20, caracterizado porque Ia aleta (42) incluye al menos un agujero (46).
22.- Panel, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en o cerca de un extremo de corriente arriba de Ia chapa exterior (1), en relación con Ia dirección de un flujo de agua (Da) previsto, está dispuesta una configuración de enganche superior (53) y en o cerca de un extremo de corriente abajo de Ia chapa exterior (1), en relación con Ia dirección de dicho flujo de agua (Da), está dispuesta una configuración de enganche inferior (54), abarcando dichas configuraciones de enganche superior e inferior (53, 54) substancialmente Ia anchura de Ia chapa exterior (1) en una dirección transversal a Ia dirección del flujo de agua (Da), disponiéndose las respectivas configuraciones de enganche inferior y superior (54, 53) de dos paneles de cerramiento (10) ensamblados para formar un tejado o fachada mutuamente engarzadas formando una barrera para impedir un reflujo de agua entre los dos paneles de cerramiento (10).
23.- Cubierta colectora de energía solar transitable, formada por al menos un panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 soportado sobre elementos transversales de una estructura, caracterizada porque incluye una cámara de aire (20) formada por al menos una placa aislante (21) soportada por debajo de dicho panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar (10) por al menos un elemento de soporte (22) que comprende un miembro distanciador (23) con un extremo superior desde el cual se extiende lateralmente al menos una aleta (24) configurada para ser insertada entre las chapas exterior e interior (1, 2) del panel de cerramiento arquitectónico colector de energía solar (10) en una zona adyacente a uno de sus bordes longitudinales opuestos, y un extremo inferior al que está unida una configuración de soporte (25) configurada para soportar dicha placa aislante (21).
24.- Cubierta, de acuerdo con Ia reivindicación 23, caracterizada porque comprende una pluralidad de dichos paneles de cerramiento arquitectónico colectores de energía solar (10), mutuamente adyacentes, apoyados sobre dichos elementos transversales de dicha estructura y conectados unos a otros estableciendo uniones estancas, y porque dicho elemento de soporte (22) comprende dos de dichas aletas
(24) extendiéndose en direcciones opuestas desde el extremo superior de dicho miembro distanciador (23) y configuradas para ser insertada entre las chapas exterior e interior (1 , 2) de dos paneles de cerramiento arquitectónico colectores de energía solar (10) adyacentes.
25.- Cubierta, de acuerdo con Ia reivindicación 24, caracterizada porque comprende una pluralidad de dichas placas aislantes (21) soportadas por debajo de dichos paneles de cerramiento arquitectónico colectores de energía solar (10) por una pluralidad de dichos elementos de soportes (22), donde dicha configuración de soporte
(25) de cada elemento de soporte (22) está configurada para soportar dos de dichas placas aislantes (21) adyacentes.
26.- Cubierta, de acuerdo con Ia reivindicación 23, 24 ó 25, caracterizada porque dicha cámara de aire (20) es una cámara cerrada.
27.- Cubierta, de acuerdo con Ia reivindicación 23, 24 ó 25, caracterizada porque dicha estructura es Ia estructura de un edificio y dicha cámara de aire (20) está en comunicación con el exterior de dicho edificio.
28.- Cubierta, de acuerdo con Ia reivindicación 23, 24 ó 25, caracterizada porque dicha estructura es Ia estructura de un edificio y dicha cámara de aire (20) está en comunicación con una canalización de aire de calefacción interior de dicho edificio.
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