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WO2012001198A2 - Panel de cubierta captador de energia solar. - Google Patents

Panel de cubierta captador de energia solar. Download PDF

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WO2012001198A2
WO2012001198A2 PCT/ES2011/070465 ES2011070465W WO2012001198A2 WO 2012001198 A2 WO2012001198 A2 WO 2012001198A2 ES 2011070465 W ES2011070465 W ES 2011070465W WO 2012001198 A2 WO2012001198 A2 WO 2012001198A2
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heat
metal
panel
metallic
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Javier Fernandez Fernandez
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Cupa Innovacion SL
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Definitions

  • the present invention relates to a solar energy collector cover panel, intended for the formation of building roofs and constituted so as to act as a solar energy collector and storage medium.
  • the panel of the invention is of the type consisting of an outer sheet of a metallic nature, an inner layer of thermally insulating material, and a circuit based on metallic conduits through which a fluid to be heated will circulate, whose circuit is going disposed between the inner layer of insulating material and the outer metal sheet, in contact with it.
  • US 2006/0277846 by a cover comprising an external covering sheet made of metal, an inner layer of insulating nature, 'a structure supporting the insulating material layer and tubes, which constitute means for transporting thermal energy collected , which are in contact with the outer metal sheet.
  • the capacity of capturing this cover is given by the heating of the outer sheet and the corresponding thermal transmission to the metal ducts, by its contact with said outer sheet. Since the outer sheet of metallic nature is in contact with the environment, it will suffer a loss by radiation from the heat captured. On the other hand, the heat transmitted to the tubes, through which circulate the fluid 'will carry the captured heat is only a result of direct contact between tube and outer sheet.
  • a cover structure which comprises a base of, support, a layer of insulating material, and a metallic sheet that forms ducts ⁇ through which the fluid will circulate. it will transport the captured heat.
  • the metal foil can be externally covered with a waterproof layer made of a heat absorbing material ⁇ .
  • a panel for the formation of roofs consisting of a metal outer sheet, a structure of capillary tubes and an inner layer of insulating material.
  • the layer of insulating material is fixed to the metal sheet by means of an adhesive in which the tubes are at least partially embedded.
  • This constitution increases the heating capacity of the fluid that circulates through them.
  • the formation of the capillary structure implies a considerable increase in the cost of the panel and also, as in the previous cases, there is a risk of heat loss from the outer metal sheet and also the thermal transmission between said outer sheet and the structure Capillary is limited by the contact surface between both components. ⁇
  • the present invention aims at a solar energy collector cover panel constituted so that allow to considerably increase its heating capacity of the fluid that will transmit the captured heat and, with it, its thermal efficiency.
  • This increase in performance is achieved in the panel of the invention, on the one hand preventing or reducing heat loss by radiation from the outer layer of a metallic nature, and on the other, increasing the thermal transmission capacity from the. metallic outer sheet towards the 'tubes, through which the fluid to be heated will circulate.
  • the first objective is fulfilled, in the panel of the invention, because the outer sheet has on. its outer surface seen from a selective coating to solar radiation, capable of increasing the heat energy collection capacity of said external sheet.
  • This selective coating to solar radiation is composed of a transparent patina, thermally insulating and resistant to temperatures up to 200 ° C.
  • the heating of the outer sheet of a metallic nature is ensured, since the patina that covers the . External surface allows the passage of solar radiation towards the absorber surface of a metallic nature, without modifying its external appearance.
  • the insulating characteristics of the patina for example with a thermal conductivity between 0.015 and 0.017 W / mK, prevent the heat flow from being directed outwards, thereby increasing the amount of energy assigned to the accumulator system, constituted by tubes through which the fluid to be heated will circulate.
  • this patina on the outer surface of the metal sheet can be carried out through conventional systems, for example, by gun or by any other procedure
  • the transparent patina will be resistant to corrosion, so that it will serve as a means of protecting the outer surface of the metal sheet.
  • a further advantage is derived from that applied .hecho patina is impermeable nature, so will prevent passage of water and thus the corrosion of the 'outer sheet metal.
  • the second objective mentioned above is achieved in the panel of the invention because the metal tubes are externally coated, at least in part of the surface free of contact with the metal outer sheet, by a mass based on a heat accumulating material, which is in turn covered and protected by the layer of insulating nature. This mass that covers the metal tubes is in contact with the metal outer sheet, thereby increasing the thermal transmission capacity between said metal outer sheet and the tubes through which the fluid to be heated will circulate.
  • the coating mass of the tubes can be composed of substances that have the following characteristics: specific heat between 750 and 1000 J / kg ° C; thermal diffusivity between 0.2 and 0.21 (m 2 / s) (xl0 ⁇ 6 ); conductivity between 0.7 and 1.8 / m ° C, heat capacity between 1.9 and 2.1 MJ / m 3 ° C; and density between 2000-28000 Kg / m 3 .
  • specific heat between 750 and 1000 J / kg ° C
  • thermal diffusivity between 0.2 and 0.21 (m 2 / s) (xl0 ⁇ 6 )
  • conductivity between 0.7 and 1.8 / m ° C
  • heat capacity between 1.9 and 2.1 MJ / m 3 ° C
  • density 2000-28000 Kg / m 3 .
  • substances with. the characteristics described in the Spanish patent application 200930486 of the same applicants.
  • the panel of the invention due to its constitution, does not require special pieces of protection, but rather offers the traditional metallic finish of the metal roofs.
  • the panel of the invention by its constitution, allows a quick and risk-free installation of the heating liquid.
  • the material that covers the tubes constitutes a matrix of low diffusivity and low specific heat, which remains in contact with the metallic outer sheet, responsible for the collection. of the solar energy, and with the circuit of tubes of metallic character, to increase the thermal transmission between the metallic outer sheet and said tubes ' .
  • each panel the tubes can. include straight parallel sections that are consecutively 'connected by their adjacent mouths, determining a circuit' is open by the free mouth of the end ducts, serving for connection to the circuit of another adjacent panel or to ducts of an 'external circuit or installation.
  • the panel has a metal flap on two of its sides, in the direction of maximum slope of the roof, so that the panels go consecutively attached by their major edges, with adjacent flaps superimposed and crimped. These flaps are obtained as an extension of the metal outer band, with respect to the inner layer of insulating material.
  • the panel of the invention can be fixed on its free surface with a finish covering of any nature, for example based on wood, so we will have a panel with which. a cover is achieved integral, which will incorporate the interior finish, without the need for other final operations.
  • Figure 1 is a top perspective view of a solar energy collector cover panel, constituted according to the invention.
  • Figure 2 is a bottom perspective of the same panel.
  • Figure 3 is a partial section of the panel, perpendicular to the tubes, taken along section line III-III of Figure 1, on a larger scale.
  • Figure 4 is a view of the panel similar to Figure 1, in which the outer metal sheet has been removed.
  • Figure 5 shows in perspective the mounting system of the panels of the invention, in the formation of a cover.
  • Figure 6 shows in detail the means for fixing the panel to the profiles of the structure that support the roof.
  • Figure 7 shows in section the fixing and coupling system between panels, in the formation of a cover.
  • Figures 8a to 8c show the sequence of engagement between consecutive panel flaps.
  • Figures 1 to 4 show a solar energy cover panel that is composed of an outer sheet of a metallic nature 1, an inner layer 2 of insulating material and a circuit through which the fluid to be heated will circulate , consisting of tubes 3 of metallic nature that are arranged between the outer sheet
  • the panel is of rectangular shape and the tubes 3 extend, as can be seen in Figure 4, according straight sections 4 'which extend perpendicularly to the long sides of the panel contour, and sections. curved intermediate 5 that consecutively connect the ends of the straight sections 4, forming a continuous circuit that is open through the straight straight sections, which can end on the inner surface of the panel. in a connector 6, as best seen in Figure 2.
  • the outer sheet 1 of a metallic nature can be topped at its longitudinal edges in flaps 7 and 8 attachable by superimposing them on adjacent panels, as will be discussed later.
  • the outer sheet of a metallic nature is provided on its outer surface seen from a coating 7, figure 3, based on a transparent, thermally insulating and high temperature resistant patina, up to 200 ° C.
  • This coating allows solar radiation to reach the outer metal sheet 1 and serves as a thermally protective layer, by preventing the heat loss of said outer sheet 1 by radiation.
  • the tubes 3 made of metal, at least in straight sections 4, are coated or embedded at least part of the surface is free of contact with the metal outer sheet 1 by a mass 8 based on a heat accumulator material, which is in turn covered and protected by the layer
  • the mass 8 ' is in contact with the metal outer sheet 1 and acts as a means of heat capture and transmission from said outer sheet 1 up to the tubes 3 of a metallic nature, thereby increasing the heating capacity of the fluid that will circulate through the tubes 3.
  • the mass 8 may consist of mortars or concrete, asphalts. and also based on the substance described in the Spanish patent application
  • the roof panels with the described constitution which are generally indicated by reference 11, are arranged on a structure constituted for example based on profiles 12, leaving the panels consecutively attached by their larger edges with the flap 10 coupled on the flap 9 of the adjacent panel.
  • the fixing of the panels can be carried out by means of staples 13 based on strips or strips of sheet bent in Z, with one of its end branches 14 flat and provided with a hole 15 for the passage of a screw or fixing nail to the '12 profiles of the supporting structure.
  • the opposite end branch 16 is bent at its end portion to adopt a hook configuration attachable to the flap 9 of the panels, as seen in Figure 6.
  • the consecutive panels 11, as shown in Figure 7, are attached by their larger edges and are fixed 'by means of the clips 13, which are coupled through the end branch 16 on the flap 9 of one of the panels and is fixed by means of a nail or screw 17, which crosses the other end branch 14 of the clip 13, to the profiles 12 of the structure.
  • the flap 10 of the adjacent panel is coupled. Sealing between consecutive panels, or between panels and the rest of the 'Cover, is achieved by crimping flaps 9 and 10, as shown in Figures 8a, 8b and 8c corresponding to the sequences of operations until final crimping, with possible interposition between both flaps of a sealing product 18.
  • the flaps 9 and 10 of the panels will be made in the direction of maximum, pending of the cover.
  • the mass 8 may cover only part of the surface of the metal tubes 3 free from contact with the metal outer sheet 8, as indicated in Figure 3 with reference 8, or the entire surface of the tubes 3 that do not it is in contact with the metal sheet 1, as indicated in figure 3 ' with reference 8'.

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Abstract

Panel de cubierta captador de energía solar, compuesto por una,lámina externa de naturaleza metálica, una capa, interna (2) de material aislante y un circuito de conductos metálicos (3) dispuesto entre la capa interna de material aislante y la lámina externa metálica, en contacto con la misma. La lámina.externa metálica dispone por su superficie exterior /vista de un recubrimiento (7) selectivo a la radiación solar. Los tubos metálicos (3) quedan recubiertos o embebidos por una masa (8) a base.de un material acumulador de calor.

Description

PANEL DE CUBIERTA CAPTADOR DE ENERGÍA SOLAR
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un panel de cubierta captador de energía solar, destinado a la formación de cubiertas de edificaciones y constituido de modo que actúe como medio captador y almacenador de energía solar.
Mas concretamente, el panel de la invención es del tipo constituidos por una lámina externa de naturaleza metálica, una capa interna de material térmicamente aislante, y un circuito a base de conductos metálicos a través de los que circulará un fluido a calentar, cuyo circuito va dispuesto entre la capa interna de material aislante y la lámina externa metálica, en contacto con la misma.
Antecedentes de la invención
Ya son conocidos paneles de absorción solar para la formación de cubiertas, concebidos como medio de ahorro de energía .
Por la US 2006/0277846 es conocida una cubierta compuesta por una lámina externa de cubrición de naturaleza metálica, una capa interna de naturaleza aislante, ' una estructura que soporta la capa de material aislante y tubos, que constituyen medios para transportar la energía térmica captada, que están en contacto con la lámina externa- metálica . La capacidad de captación de esta cubierta viene dada por el calentamiento de la lámina externa y la correspondiente transmisión térmica a- los conductos metálicos, por su contacto con dicha lámina externa. Al estar la lámina externa de naturaleza metálica en contacto con el medio ambiente, sufrirá una pérdida por radiación del calor captado. Por otro lado, el calor transmitido a los tubos, a través de los que circulará el fluido que ' va a transportar el calor captado, es solo consecuencia del contacto directo entre tubos y lámina externa . Por la US 4201193 es conocida una estructura de cubierta que comprende una base de ,soporte, una capa de material aislante, y una lámina metálica que conforma conductos · a través de los que circulará el fluido que. va a transportar el calor captado.' La lámina metálica puede ir exteriormente recubierta por una capa impermeable, a base de un material absorbedor^ de calor. Con esta constitución se mejora la transmisión térmica hacia el fluido que va a transportar el calor captado, al estar los conductos formados sobré la misma lámina metálica, y se mejora la impermeabilización de la cubierta a base de un material que además actúa como absorbedor de calor. Esta constitución no impide sin embargo la pérdida de calor por radiación al medio ambiente, desde la capa impermeable externa-, y tampoco asegura el máximo aprovechamiento de la sección total de los tubos en el calentamiento del fluido que circula a través de los mismos. ·
Por' la US 2006/0070621 es conocido un panel para la formación de cubiertas, constituido por una lámina externa metálica, una estructura de tubos capilares y una, capa interna de material aislante. La capa de material aislante se fija a la lámina metálica mediante, un adhesivo en el que quedan al menos parcialmente embebidos los tubos. Esta constitución aumenta la capacidad de calentamiento del fluido que circula a través de los. mismos, pero la formación de la estructura capilar supone un considerable encarecimiento del panel y además, al igual que en los casos anteriores, existe el riesgo de pérdida de calor desde la lámina externa metálica y también la transmisión térmica entre dicha lámina externa y la estructura capilar esta limitada por la superficie de contacto entre ambos componentes. ·
Descripción de la invención
La presente invención tiene por objeto un panel de cubierta captador de energía solar constituido de modo que permita aumentar considerablemente su capacidad de calentamiento del fluido que transmitirá el calor captado y, con ello, su rendimiento térmico.
Este aumento de rendimiento se logra en el panel, de la invención, por un lado impidiendo o reduciendo la pérdida de calor por radiación desde la capa externa de naturaleza metálica, y por otro, aumentando la capacidad de transmisión térmica désde la. lámina externa metálica hacia los 'tubos, a través de los que circulará el fluido a calentar.
El primer objetivo se cumple, en el panel de la invención, porque la lámina externa dispone sobre . su superficie exterior vista de un recubrimiento selectivo a la radiación solar, capaz de aumentar la capacidad de captación de energía calorífica de · dicha lámina externa. Este recubrimiento selectivo a la radiación solar esta compuesto a base de una pátina transparente, térmicamente aislante y resistente a temperaturas de hasta 200°C.
Con está constitución se asegura el calentamiento de la lámina externa de naturaleza metálica, ya que la pátina que recubre la . superficie externa permite el paso de la radiación solar hacia la superficie absorbedora de naturaleza metálica, sin modificar la apariencia externa de la misma. Por otro lado, debido a su naturaleza aislante, una vez que la radiación ha llegado a la lámina de naturaleza metálica, se eliminan o reducen las pérdidas de calor por radiación hacia el medio ambiente. Las características aislantes de la pátina, por ejemplo con una conductividad térmica comprendida entre 0,015 y 0,017 W/mK, impiden que el flujo de calor se dirija hacia el exterior, con lo que aumentará la cantidad de energía cedida al sistema acumulador, constituido por los tubos a través de los que circulará el fluido a calentar. La aplicación de esta pátina sobre la superficie externa de la lámina metálica puede llevarse a cabo a través de sistemas convencionales, por ejemplo, mediante pistola o por cualquier otro procedimiento. Además la pátina transparente será resistente a la corrosión, de modo que servirá como medio de protección de la superficie externa de la lámina metálica. Una ventaja más se deriva del .hecho de que la pátina aplicada es de naturaleza impermeable, de modo que impedirá el paso de , agua y con ello la corrosión de la lámina' externa metálica.
El segundo objetivo antes comentado se consigue en el panel de la invención porque los tubos metálicos van exteriormente recubiertos,, al menos en parte de la superficie libre del contacto con la lámina externa metálica, por una masa a base de un material acumulador de calor, el cual queda a su vez cubierto y protegido por la capa de naturaleza aislante. .Esta masa que- recubre los tubos metálicos queda en contacto con la lámina externa metálica, aumentando de este modo la capacidad de transmisión térmica entre dicha lámina externa metálica y los tubos a través de los- que circulará el fluido a calentar.
L masa de recubrimiento de los tubos puede estar compuesta a base de sustancias que cuenten con las siguientes características: calor específico comprendido entre 750 y 1000 J/kg°C; difusividad térmica comprendida entre 0,2 y 0,21 (m2/s) (xl0~6) ; conductividad comprendida entre 0,7 y 1,8 /m°C, capacidad calorífica comprendida entre 1,9 y 2,1 MJ/m3 °C; y densidad comprendida entre 2000-28000 Kg/m3. Dentro de este grupo de materiales se encuentra la mayor parte de los asfaltos, morteros y hormigones. Preferentemente puede utilizarse como material para el recubrimiento de los tubos sustancias con. las características descritas en la solicitud de patente española 200930486 de los mismos solicitantes.
Con la constitución descrita- se consigue un panel de constitución sencilla que es capaz de aumentar la capacidad de captación de energía solar, almacenarla y transmitirla al fluido a calentar. Por otro lado, el panel de la invención, por su constitución, no requiere de piezas especiales de protección, sino que permite ofrecer el acabado metálico tradicional de las cubiertas metálicas.
Por otro lado, el panel de la invención, por su constitución, permite una instalación rápida y sin riesgos de fugas del liquido calefactor.
El material que recubre los tubos constituye una matriz de baja difusividad y bajo calor especifico, que queda en contacto con la lámina externa metálica, encargada de la captación . de la energía solar, y con el circuito de tubos de carácter metálico, para aumentar la transmisión térmica entre la lámina exterior metálica y dichos tubos'.
En cada panel los tubos pueden . incluir tramos rectos paralelos que van consecutivamente 'conectados por sus desembocaduras adyacentes, determinando un circuito que' queda abierto por la desembocadura libre de los conductos extremos, sirviendo para su conexión al circuito de otro panel adyacente o bien a conductos de un' circuito externo o instalación.
Para conseguir un buen sellado entre paneles consecutivos o bien entre paneles y el resto de la cubierta, el panel dispone de una solapa metálica en , dos de sus laterales, én la dirección de máxima pendiente de la cubierta, de tal forma que los paneles van consecutivamente adosados por sus cantos mayores, con las solapas adyacentes superpuestas y engatilladas. Estas solapas están obtenidas como prolongación de la banda externa metálica, respecto de la capa interna de material aislante.
Por último indicar que la capa de material aislante del. panel de la invención' puede llevar fijada por su superficie libre un recubrimiento de acabado de cualquier naturaleza, por ejemplo a base de madera, con lo que dispondremos de un panel con que. se logra una cubierta integral, que incorporará el acabado interior, sin necesidad de otras operaciones finales.
Breve descripción de los dibujos
En los dibujos adjuntos se muestra, de forma esquemática y a titulo de ejemplo no limitativo, un panel constituido de acuerdo con la invención. En los dibujos:
La figura 1 es una perspectiva superior de un panel de cubierta captador de energía solar, constituido de acuerdo con la invención.
La figura 2 es una perspectiva inferior del mismo panel.
La figura 3 es una sección parcial del panel, en dirección perpendicular a los tubos, tomada según la línea de corte III-III de la figura 1, a mayor escala.
La figura 4 es una vista del panel similar a la figura 1, en el que se ha suprimido la lámina externa metálica.
La figura 5 muestra en perspectiva el sistema de montaje de .los paneles de la invención, en la formación de una cubierta .
La figura 6 muestra en detalle los medios de fijación del panel a los perfiles de la estructura que soportan la cubierta.
La figura 7 · muestra en sección el sistema de fijación y acoplamiento entre paneles, en la formación de una cubierta.
Las figuras 8a a 8c muestran la secuencia de engatillado entre solapas de paneles consecutivos.
Descripción detallada de un modo de realización
En las figuras 1 a 4 se muestra un panel de cubierta captador de energía, solar que esta compuesto a base de una lámina externa de naturaleza metálica 1, una capa interna 2 de material aislante y un circuito a través del que circulará el fluido a calentar, constituido por tubos 3 de naturaleza metálica que van dispuestos entre la lámina externa
1 de naturaleza metálica y la capa interna 2 de material térmicamente aislante.
En el ejemplo representado en los dibujos el panel es de contorno rectangular y los tubos 3 discurren, según puede apreciarse en la figura 4, según tramos rectos 4, 'que discurren en dirección perpendicular a los lados mayores del contorno del panel, y tramos .intermedios curvos 5 que conectan consecutivamente los extremos de los tramos rectos 4, formando un circuito continuo que queda abierto a través de los tramos rectos extremos, los cuales pueden finalizar en la- superficie interna del panel . en un conector 6, según se puede apreciar mejor en la figura 2. '
La lámina externa 1 de naturaleza metálica puede quedar rematada en sus bordes longitudinales en solapas 7 y 8 acoplables mediante superposición de las mismas en paneles adyacentes, según se expondrá mas adelante.
La lámina externa de naturaleza metálica está dotada en su superficie exterior vista de un recubrimiento 7 , figura 3, a base de una pátina transparente, térmicamente aislante y resistente a elevadas temperaturas, de hasta 200°C. Este recubrimiento permite que la radiación solar alcance la lámina externa metálica 1 y sirve como capa térmicamente protectora, al impedir la pérdida de calor de dicha lámina externa 1 por radiación.
Según otra característica de la invención, los tubos 3 de naturaleza metálica, al menos en los tramos rectos 4, van recubiertos o embebidos, al menos, en parte de la superficie que queda libre del contacto con la lámina externa metálica 1, por una masa 8 a base de un material acumulador de calor, el cual queda a su vez cubierto y protegido por la capa
2 de material aislante. La masa 8' queda en contacto con la lámina externa metálica 1 y actúa como medio de captación y transmisión térmica del calor desde dicha lámina externa 1 hasta los tubos 3 de naturaleza metálica, con lo que se logra aumentar la capacidad de calentamiento del fluido que circulará a través de los tubos 3. -
La masa 8 puede estar constituida a base de morteros u hormigones, asfaltos . y también a base de la sustancia descrita en la solicitud de patente española
200930486 de los mismos solicitantes.
i
Según puede apreciarse en las figuras ,5 a 7, para la formación de la cubierta los paneles con la constitución descrita, que se indican en general con la referencia 11, se disponen sobre una estructura constituida por ejemplo a base de perfiles 12, quedando los paneles consecutivamente adosados por sus 'cantos mayores con la solapa 10 acoplada sobre la solapa 9 del panel adyacente. La fijación de los paneles puede llevarse a cabo mediante grapas 13 a base de tiras o bandas de chapa dobladas en Z, con una de sus ramas extremas 14 plana y dotada de un orificio 15 para el paso de un tornillo o clavo de fijación a los perfiles' 12 de la estructura portante. La rama extrema opuesta 16 queda doblada en su porción extrema para adoptar una configuración de gancho acoplable a la solapa 9 de los paneles, según se aprecia en la figura 6.
Con esta constitución los paneles consecutivos 11, según se muestra en la figura 7, se adosan por sus cantos mayores y van fijados' mediante las grapas 13, que se acoplan a través de la rama extrema 16 sobre la solapa 9 de uno de los paneles y se fija mediante un clavo o tornillo 17, que atraviesa la otra rama extrema 14 de la grapa 13, a los perfiles 12 de la estructura. Por último, sobre la solapa 9 y rama extrema 16 de las grapas 13 se acopla la solapa 10 del panel adyacente. El sellado entre panales consecutivos, o bien entre paneles y el resto de la 'Cubierta, se logra mediante el engatillado de las solapas 9 y 10, tal y como se muestra en las figuras 8a, 8b y 8c que corresponden a las secuencias de operaciones hasta el engatillado final, con posible interposición entre ambas solapas de un producto sellante 18. Las solapas 9 y 10 de los paneles estarán practicadas en la dirección de máxima, pendiente de la cubierta.
La masa 8 puede recubrir solo parte de la superficie de los tubos metálicos 3 libre del contacto con la lámina externa metálica 8, según se indica en la figura 3 con la referencia 8, o bien la totalidad de la superficie de los tubos 3 que no esta en contacto con la lámina metálica 1, tal y como se indica en la figura 3' con al referencia 8'.

Claims

REIVINDICACIONES
1. - Panel de cubierta captador de energía solar, compuesto por una lámina externa de naturaleza metálica, una capa interna de material térmicamente aislante, y un circuito de conductos metálicos dispuesto entre la capa interna de material aislante y la lámina externa metálica, en contacto con la misma, caracterizado porque la lámina externa dispone sobre su superficie exterior vista de un recubrimiento selectivo a la radiación solar, capaz de aumentar la capacidad de captación de energía calorífica de dicha lámina externa; y porque los tubos metálicos van exteriormente recubiertos, al menos en parte de la superficie libre del contacto con la lámina externa metálica, por una masa a base' de un material acumulador de calor, el cual queda a su vez cubierto por la capa de material aislante; cuyo recubrimiento selectivo a la radiación solar esta . compuesto a base de una pátina transparente, térmicamente aislante resistente a temperaturas de hasta 200°C;. y cuya masa de material acumulador de calor esta constituido por un material con calor específico comprendido entre 750 y 1000 J/kg°C; difusividad térmica comprendida entre 0,2 y 0,21 (m2/s) (xl0~6) ; conductividad comprendida entre 0,7 y 1,8 W/m°C, capacidad calorífica comprendida entre 1,9 y 2,1 MJ/m3 °C; y densidad comprendida entre 2000-28000 Kg/m3
2. - Panel según la reivindicación 1, caracterizado porque la lámina externa metálica se prolonga, respecto de dos de los cantos opuestos de la capá interna térmicamente aislante, en sendas solapas longitudinales, superponiéndose y acoplables entre sí e paneles consecutivos , mediante engatillado .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130305642A1 (en) * 2010-01-20 2013-11-21 Propst Family Limited Partnership Roof panel and method of forming a roof
US9027300B2 (en) 2010-01-20 2015-05-12 Propst Family Limited Partnership Building panel system
US9097016B2 (en) 2010-01-20 2015-08-04 Propst Family Limited Partnership Building panel system
US9840851B2 (en) 2010-01-20 2017-12-12 Propst Family Limited Partnership Building panels and method of forming building panels

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4201193A (en) 1977-03-18 1980-05-06 Elf Union Solar energy absorbing roof
US20060070621A1 (en) 2002-10-23 2006-04-06 Reinzink Gmbh 7 Co Kg Heliothermal flat collector module having a sandwich structure
US20060277846A1 (en) 2003-10-31 2006-12-14 Tord Olsson Roof design

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU72932A1 (es) * 1975-07-08 1977-03-18
CA1095792A (en) * 1976-02-19 1981-02-17 Joannes M. Van Heel Apparatus for utilizing solar heat
NL7807865A (nl) * 1978-07-24 1980-01-28 Stichting Bouwcentrum Inrichting voor het opvangen en opslaan van zonnewarm te.
IT1105458B (it) * 1978-08-17 1985-11-04 Euratom Sistema integrato di raccolta ed immagazzinamento dell'energia solare
DE3040844A1 (de) * 1980-10-30 1982-06-03 Kurt 8900 Augsburg Kircheis Dachelement mit einer oberseitig aus metall bestehenden abdeckung
NL8100436A (nl) * 1981-01-29 1982-08-16 Stichting Bouwcentrum Collector voor het opvangen van zonnestraling.
IT1151227B (it) * 1982-05-25 1986-12-17 Mario Stiffler Collettore di termica ed in particolare di energia solare a superficie continua,procedimento di fabbricazione e relativo impiego in un impianto di climatizzazione con o senza produzione di energia elettrica
JPH0452459A (ja) * 1990-06-19 1992-02-20 Kajima Corp 日射熱交換装置
JPH1114161A (ja) * 1997-06-25 1999-01-22 Mitsubishi Electric Corp ハイブリッド型太陽電池装置
BE1013610A6 (nl) * 2000-07-28 2002-04-02 Walter Vierstraete Ide Nv Dakbedekkingsysteem.
DE102004023140A1 (de) * 2004-04-16 2005-11-03 Hemstädter, Werner Moduldach, insbesondere für Hallen und Wohngebäude
CH697653B1 (de) * 2005-03-04 2008-12-31 Markus Niederdorfer Sonnenkollektor-Element.
ITTO20070539A1 (it) * 2007-07-20 2009-01-21 Isolpack S P A Pannello di copertura per edifici
ES2334876B1 (es) * 2008-09-15 2010-12-28 Cupa Innovacion, S.L.U. Panel de cubierta captador de energia solar.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4201193A (en) 1977-03-18 1980-05-06 Elf Union Solar energy absorbing roof
US20060070621A1 (en) 2002-10-23 2006-04-06 Reinzink Gmbh 7 Co Kg Heliothermal flat collector module having a sandwich structure
US20060277846A1 (en) 2003-10-31 2006-12-14 Tord Olsson Roof design

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130305642A1 (en) * 2010-01-20 2013-11-21 Propst Family Limited Partnership Roof panel and method of forming a roof
US9027300B2 (en) 2010-01-20 2015-05-12 Propst Family Limited Partnership Building panel system
US9032679B2 (en) * 2010-01-20 2015-05-19 Propst Family Limited Partnership Roof panel and method of forming a roof
US9097016B2 (en) 2010-01-20 2015-08-04 Propst Family Limited Partnership Building panel system
US9840851B2 (en) 2010-01-20 2017-12-12 Propst Family Limited Partnership Building panels and method of forming building panels

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