COLECTOR DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA.

Colector de energía solar térmica.

Sistema constituido por un cajón hermético,

dentro del cual se dispone un haz de tubos paralelos, que entran al cajón, y salen de él, a través de sendos tanques encastrados en la pared posterior del cajón, y cuyos tubos, en sus extremos, llevan piezas en U o similares, que revierten el flujo 180° sexagesimales, extendiéndose el ramal contrario cierto tramo, hasta conectar con el tanque correspondiente, que se emplaza lejos del extremo en cuestión, y cerca de la línea transversal central en la pared posterior del cajón.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201001611.

Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MARTINEZ-VAL PENALOSA,JOSE MARIA.

Fecha de Publicación: 26 de Octubre de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes:

F24J2/46

Fragmento de la descripción:

COLECTOR DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA SECTOR DE LA TÉCNICA La invención se encuadra en el campo de los dispositivos que absorben 5 la radiación solar, generalmente tras haber sido concentrada por un dispositivo óptico. Es de aplicación en la industria de la producción energética. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El antecedente directo de esta invención es la patente ES 2 321 576 82. 1 O El presente documento divulga respecto su patente principal, es decir, la mencionada patente española, un modo de realización de la invención que supone una variante en cuanto a modo de realización, derivado directamente de la invención original. Aquí se proponen mejoras constructivas en la disposición de algunos de los elementos que conforman la invención principal, que permiten 15 optimizar el funcionamiento del colector solar. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se basa completamente en la patente citada, cuyo colector de base contiene una pluralidad de conductos colectores, generalmente haces 20 de tubos, absorbedores de radiación solar, previamente concentrada por otro dispositivo e incidente en dichos conductos absorbedores, por dentro de los cuales circula un fluido calorífero que recoge la energía solar absorbida por dichos conductos. Tanto los mencionados conductos de fluido calorífero, como el colector en su conjunto, se disponen geométricamente siguiendo la dirección de 25 interceptación de la radiación solar concentrada; ubicándose la ventana transparente del colector de forma perpendicular al rayo central de la radiación solar concentrada, en las condiciones solares que se consideren nominales. El conjunto de los conductos absorbedores contiene un extremo de entrada y un extremo de salida del fluido calorífero. En dichos extremos existen medios de 30 entrega del fluido calorífero a los conductos colectores, conectados a los extremos de entrada de dichos conductos absorbedores, y a sus extremos de salida. Dichos conductos están ubicados en el interior de un cajón hermético cuyas paredes tienen una estructura que comprende una placa interior, una 35 placa exterior, y un volumen intermedio entre las capas interior y exterior, relleno de material aislante térmico. En el cajón hermético se distinguen una pared frontal, una pared superior, una pared inferior, dos paredes laterales, y una pared trasera en la cual quedan encastrados al menos parte de los medios de entrega del flujo calorífero y al menos parte de los medios de recogida del flujo calorífero, en alojamientos 5 herméticos recubiertos por juntas de materiales aislantes térmicos y elásticos, que absorben deformaciones de dichos medios de entrega y medios de recogida del flujo calorífero, siendo dichas deformaciones del O, 1% de las medidas originales de esos medios; y teniendo la pared frontal una abertura superficial para el paso de la radiación solar hacia los conductos absorbedores, estando 1 O cerrada dicha abertura frontal por una cubierta transparente. La invención consiste en que al menos uno de los tanques, seleccionado entre el tanque de entrada y el de salida del fluido del haz de conductos interno al cajón, se encastra en la pared posterior del cajón en posición alejada del extremo longitudinal correspondiente del cajón. Esto se materializa disponiendo 15 al final del ramal principal de tubos o conductos una conexión tubular semi-tórica para cada tubo, en el extremo correspondiente donde se va a aplicar el desplazamiento del tanque, añadiendo además al haz de conductos o tubos un ramal paralelo al principal, pero en sentido contrario al de éste, conectando dicho ramal contrario con el tanque encajado en la pared posterior del cajón, a través 20 de la conexión correspondiente, describiendo el conjunto del circuito del fluido una trayectoria de ida y vuelta en cierto tramo de su longitud, con un codo semi- circunferencial, o en otra geometría que cambie él sentido de la marcha del fluido en 180 grados sexagesimales, en el extremo o extremos en cuestión del cajón longitudinal que encierra al circuito de conductos o tubos. 25 La invención cabe aplicarla a uno sólo o a ambos extremos del haz de conductos o tubos. La circulación de fluido con el circuito exterior se completa a través de los tanques encastrados en la pared posterior del cajón, que comunican con los conductos exteriores que llevan el fluido hasta el siguiente cajón-colector, o 30 hasta el fin térmico último. La invención dispone igualmente de unos rodillos fijos de material aislante térmico para descanso de los haces de tubos, tanto en sentido longitudinal de la marcha del fluido, como en sentido transversal. 35

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 muestra la sección recta de un colector cuyos tubos que conducen el fluido calorífero describen la trayectoria de ida y vuelta de la invención, e incluyen los rodillos aislantes de descanso de los haces.

La figura 2 muestra la sección recta de un colector en el cual se aplica la 5 trayectoria de ida y vuelta en ambos extremos, con piezas de conexión entre el ramal de ida y el de vuelta, e incluye un cilindro intermedio o depósito similar.

Procede señalar que las figuras no están a escala, ni tampoco en una posición que sea la idónea o de referencia, pues de estar a escala sería imposible su visualización. En cuanto a su inclinación respecto de tierra, los

1 O mencionados conductos se disponen geométricamente siguiendo la dirección de interceptación de la radiación solar concentrada; ubicándose la ventana transparente del colector de forma perpendicular al rayo central de la radiación solar concentrada, en las condiciones solares que se consideren nominales.

MODOS PREFERENTES DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN A efectos de mejor comprensión de la adición, se listan a continuación los elementos de la patente principal, que aparecen en los dibujos de este documento. La mayor parte de las referencias numéricas coinciden con las de la patente principal (ES 2 321 576 82) ; y los elementos específicos de esta adición

se denotan con las referencias 101-112:

1. Radiación solar incidente en el colector.

2. Cubierta transparente del cajón hermético.

3. Junta de cierre a presión de la cubierta transparente de la pared frontal del cajón hermético.

4. Pared frontal del cajón hermético.

5. Pared superior del cajón hermético.

6. Pared inferior del cajón hermético.

7. Pared trasera del cajón hermético.

8. Recubrimiento de la superficie interior y exterior de las paredes del cajón 30 hermético.

11. Tubos colectores, que constituyen el ramal principal del circuito interno el cajón (1 00) y es la zona donde aumenta su entalpía el fluido que circula por su interior.

12. Superficie exterior de los tubos colectores (11) que es donde se absorbe 35 la radiación.

15. Tanque de entrada de los medios de entrega del fluido calorífero.

16. Primera junta que recubre al tanque de entrada.

17. Primeros tubos de conexión de los medios de entrega del fluido calorífero.

18. Segundos tubos de conexión de los medios de salida del fluido calorífero.

19. Tanque de salida de los medios de salida del fluido calorífero.

20. Segunda junta que recubre el tanque de salida.

21. Tubos de salida del fluido calorífero del colector.

61. Placa interior metálica resistente, que conforma la parte interior del cajón

del colector, recubierta, en la cara que da al interior del cajón, por un 1 O recubrimiento (8) pintado o adherido, de muy alta reflectividad, superior a 90 %.

62. Volumen intermedio entre las placas 61 y 63, relleno de material aislante térmico.

63. Placa exterior metálica resistente que conforma la parte exterior del cajón

del colector. 15 1OO. Cajón hermético....

Reivindicaciones:

1. Colector de energía solar térmica que comprende una pluralidad de conductos colectores, generalmente haces de tubos, absorbedores de radiación solar, previamente concentrada por otro dispositivo e 5 incidente en dichos conductos absorbedores, por dentro de los cuales circula un fluido calorífero que recoge la energía solar absorbida por dichos conductos, estando dispuestos dichos conductos colectores siguiendo la dirección de interceptación de la radiación solar concentrada; ubicándose la ventana transparente del colector de forma perpendicular al rayo central de la radiación 1 O solar concentrada, en las condiciones solares que se consideren nominales, y comprendiendo el conjunto de los conductos colectores un extremo de entrada y un extremo de salida del fluido calorífero, medios de entrega del fluido calorífero a los conductos colectores, conectados a los extremos de entrada de dichos conductos colectores, y 15 medios de recogida del fluido calorífero de los conductos colectores, conectados a los extremos de salida de dichos conductos colectores, estando al menos parte de los medios de entrega del fluido calorífero a los conductos colectores, y al menos parte de los medios de recogida del fluido calorífero de los conductos colectores, ubicados en el interior de un cajón hermético (1 00) , 20 cuyas paredes tienen una estructura que comprende: una placa interior (61) metálica resistente, recubierta, en la cara que da al interior del cajón, por una capa (8) pintada o adherida, de muy alta reflectividad, superior al 90% una placa exterior (63) metálica resistente, y entre las capas interior (61) 25 y exterior (63) un volumen intermedio (62) relleno de material aislante térmico, comprendiendo el cajón hermético (1 00) : una pared superior (5) , una pared inferior (6) , 30 una pared trasera (7) en la cual quedan encastrados al menos parte de los medios de entrega del flujo calorífero y al menos parte de los medios de recogida del flujo calorífero, en alojamientos herméticos recubiertos por juntas (16, 20) de materiales aislantes térmicos y elásticos que absorben deformaciones de dichos medios de entrega y de recogida del flujo calorífero, 35 siendo estas deformaciones del O, 1% de las medidas originales de esos medios, y

una pared frontal (4) con una abertura superficial para el paso de la radiación solar (1) hasta los conductos colectores, estando dicha abertura superficial cerrada por una cubierta transparente (2) encastrada en la pared frontal (4) por intermediación de una junta de cierre a presión (3) ;

donde los conductos colectores son una pluralidad de tubos colectores

(11) que forman un haz paralelo a la pared frontal (4) del cajón hermético (1 00) ,

y donde los medios de entrega del fluido calorífero se conectan a los extremos de entrada de los tubos colectores (11) mediante el tanque de entrada (15) , y los medios de recogida del fluido calorífero se conectan a los extremos de salida de los tubos colectores (11) mediante el tanque de salida (19) ; caracterizado por que al menos uno de los tanques, seleccionado entre el tanque de entrada (15) y el de salida (19) del fluido del circuito de tubos interno al cajón, se encastra en la pared posterior del cajón en posición alejada del extremo correspondiente del cajón (1 00) , disponiendo al final del ramal principal de tubos (11) una conexión (105) tubular semi-tórica para cada tubo, en el extremo correspondiente donde se va a aplicar el desplazamiento del tanque, y añadiendo un ramal (106) paralelo al principal (11) , pero en sentido contrario al de éste, conectando dicho ramal contrario (106) con el tanque encajado en la pared posterior del cajón, a través de la conexión (18) correspondiente, aplicándose la misma configuración al otro extremo del circuito de tubos interior al cajón, disponiendo un ramal de entrada (112) opuesto al sentido propio de la marcha del fluido, siendo este ramal de entrada la conexión desde el tanque correspondiente (15) con el haz o haces de tubos principales (11) , completándose la circulación de fluido con el circuito exterior, a través de los tanques encastrados en la pared posterior (7) del cajón (100) .

2. Colector de energía solar térmica, según la reivindicación 1, caracterizado por que en la conexión entre el ramal principal (11) y el opuesto

(1 06) se puede emplear una geometría que cambia el sentido de la marcha del fluido en 180 grados sexagesimales, incluyendo conexiones con cilindros transversales intermedios (111) en el extremo correspondiente.

3. Colector de energía solar térmica, según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que se disponen unos rodillos fijos (1 01, 1 02) ·de material aislante térmico para descanso de los haces de tubos, tanto en sentido longitudinal de la marcha del fluido, como en sentido transversal.

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