Patente de Invención. Resumen:

El panel solar térmico comprende una cubierta exterior (2) constituida por un doble acristalamiento

(5 y 6) entre cuyos cristales se establece una cámara estanca (7) por la que discurre un circuito (8) para un líquido calo-portador, que es calentado, además del calentamiento que se establece en el circuito externo (14) o circuito estándar de un panel solar. La cámara (7) es de grosor variable, de manera que el cristal inferior (6) está tratado por una de sus caras mediante óxidos, metálicos, y cuya cara corresponde a la de enfrentamiento del circuito hidráulico (8), al objeto de que tenga una muy baja trasmisibilidad lumínica y por lo tanto un alto poder reflectante, produciendo un efecto de reflexión inducida de los rayos solares con el consiguiente incremento del rendimiento del panel por aumento de la radiación que percibe.

Solicitante: BONONATO CLAVERO,DIEGO ANGEL.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MALAGA.

Inventor/es: BONONATO CLAVERO,DIEGO ANGEL.

Fecha de Solicitud: 23 de Mayo de 2008.

Fecha de Publicación de la Concesión: 11 de Enero de 2010.

Fecha de Concesión: 22 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes: F24J2/20 (..circulando el fluido energético entre dos placas [4]), F24J2/24 (..circulando el fluido energético a través de los conductos tubulares absorbiendo el calor [4]).

Clasificación PCT: F24J2/20 (..circulando el fluido energético entre dos placas [4]), F24J2/24 (..circulando el fluido energético a través de los conductos tubulares absorbiendo el calor [4]).

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Descripción:

Panel solar térmico.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un panel solar térmico, cuya evidente finalidad es la de aprovechar la energía proporcionada por los rayos solares para conseguir el calentamiento de un líquido calo-portador, preferentemente agua, que provendrá de un depósito acumulador o fuente de alimentación directa, a fin de que realice el efecto intercambiador de calor para conseguir que el aludido líquido calo-portador se caliente doblemente.

El objeto de la invención es mejorar el rendimiento de los colectores solares y convertirlos así en paneles solares térmicos.

Antecedentes de la invención

Un colector solar o panel solar térmico es un dispositivo que sirve para aprovechar la energía de la radiación solar, transformándola en energía térmica para usos domésticos o comerciales, pudiéndose distinguir tres grandes grupos de colectores:

- Colectores planos protegidos.
- Colectores planos no protegidos.
- Tubos de vacío.

Independientemente de las características de los colectores planos no protegidos y de los tubos de vacío, que en el presente caso no se describen por su poca utilización, en relación con los colectores planos protegidos, como dispositivos mas utilizados, cabe decir que éstos suelen estar constituidos por una caja rectangular cuyas dimensiones son variables, presentando una cara expuesta al sol con una cubierta de vidrio, siendo el resto de las caras opacas y aisladas térmicamente. En el interior de la caja y expuesta al sol detrás del vidrio se sitúa una placa metálica unida o soldada a una serie de conductores por los que fluye el liquido calo-portador, ya sea agua, glicol, o una mezcla de ambos, aplicándose además a dicha placa un tratamiento selectivo para que aumente su absorción de calor o simplemente se le pinta de negro.

Los colectores solares planos funcionan aprovechando el efecto invernadero, de manera que la radiación solar incide sobre el vidrio, que al estar convenientemente orientado, actúa como un filtro para ciertas longitudes de onda de la radiación, dejando pasar fundamentalmente la luz visible y calentando la placa negra que, a su vez, se convierte en emisora de la radiación en onda larga (infrarrojos) por su escasa temperatura.

El vidrio es opaco a esta radiación, por lo que el recinto de la caja se calienta por encima de la temperatura exterior, a pesar de las pérdidas por transmisión que sufre el vidrio, que es un mal aislante térmico, bien conocido por todos.

De esta manera, el líquido calo-portador que circula por los conductos se calienta a su vez, transportando la energía térmica a donde se desee.

Pues bien, el rendimiento de los colectores mejora cuanto menor sea la temperatura existente en el líquido calo-portador, puesto que a mayor temperatura en el interior de la caja respecto al exterior, mayores serán las pérdidas por transmisión en el vidrio. También, a mayor temperatura de la placa captadora menor será la longitud de onda de su radiación y el vidrio tendrá más transparencia a ella.

Asimismo, cabe destacar el hecho de que el líquido calo-portador se caliente únicamente por el correspondiente circuito hidráulico que está instalado dentro de la caja.

Descripción de la invención

El panel solar térmico que se preconiza, presenta una serie de particularidades que permiten obtener una mejora sustancial en el rendimiento del mismo, para lo cual se ha previsto que la cubierta exterior, que facilita al máximo la transmisión luminosa, está determinada por un doble acristalamiento que establece un espacio intermedio entre cristales o cámara estanca de grosor variable, por la que se hace circular con flujo variable en circuito abierto o cerrado, y según circunstancias predefinidas, el líquido calo-portador, normalmente agua, que provendrá de un depósito acumulador o fuente de alimentación directa, a fin de que realice el efecto intercambiador de calor para conseguir que el líquido calo-portador referido se caliente en el interior de la caja doblemente, por una parte al hacer pasar dicho líquido calo-portador entre las capas de doble acristalamiento de la cubierta exterior, y por otro lado al hacer pasar el líquido calo-portador por el circuito estanco con que normalmente cuentan los colectores solares convencionales.

El cristal correspondiente a la parte interior de esa cubierta exterior de doble acristalamiento, estará tratado por una de sus caras con compuestos específicos, normalmente óxidos metálicos, y cuya cara de tratamiento es la que queda enfrentada al correspondiente circuito hidráulico que se encuentra situado en el fondo de la caja, todo ello con objeto de que se tenga una muy baja transmisibilidad lumínica, es decir que se tenga un alto poder reflectante, lo que produce un efecto de reflexión inducida de los rayos solares, con el consiguiente incremento del rendimiento del panel por el aumento de radiación que percibe.

En cuanto a la cámara estanca de grosor variable determinada por el doble acristalamiento, la misma estará cerrada herméticamente mediante cualquier componente separador entre las capas de cristal, al objeto de conseguir estanqueidad, introduciendo en ese componente separador el número de conectores suficientes para instalar los componentes necesarios para que funcione la instalación adecuadamente, tales como sonda de temperatura y presión, válvulas de fuga, de sangrado y desagüe, racores de interconexión rápida, tanto para acople con otros paneles como con otros colectores solares, ya sea en serie o en paralelo, así como válvulas de entrada y salida del líquido calo-portador con sistema antirretorno e incluso con muelle regulador de caudal a la entrada o salida de las mismas, además de incluir válvulas de seguridad para prevenir roturas por sobre-presión y cuantos otros elementos sean necesarios para garantizar su funcionamiento.

En base a las características referidas, es evidente que la cubierta exterior de doble acristalamiento constituye un intercambiador de calor que permite mejorar e incrementar notablemente la superficie activa que recibe la radiación solar, así como reducir sus pérdidas energéticas por trasmisibilidad del vidrio, al mismo tiempo que se ve igualmente mejorado el rendimiento por el efecto de reflexión inducida que se crea por el tipo de cristal usado en el doble acristalamiento.

Todos esos efectos mencionados suponen un beneficio importante que compensa sobradamente el incremento del coste constructivo y de instalación del panel solar térmico de la invención.

Además, en base a esas comentadas características, el panel solar térmico presenta las siguientes ventajas:

- Mejora del rendimiento, al dotar al panel de una cubierta exterior conformada por un doble acristalamiento que reduce las pérdidas por trasmisibilidad, haciendo que circule por su interior un líquido calo-portador al objeto de incrementar su temperatura, sea cual sea su destino final, consiguiendo con ello ampliar de forma importante la superficie sensible a la radiación solar y con ello, y de forma doble, la eficacia del panel.
- Utilización de un cristal en el doble acristalamiento de baja trasmisibilidad lumínica, es decir de alto poder reflectante, dando cara al circuito hidráulico instalado en el interior de la carcasa para conseguir el efecto de reflexión inducida, incrementando con ello la radiación solar final que recibe el panel y por lo tanto aumentando su eficacia.
- Utilización del panel solar como colector solar, ya sea en instalaciones fotovoltaicas y/o en instalaciones térmico-solares.
- Utilización del líquido calo-portador que circula por la cámara de doble acristalamiento de la cubierta, para preservar la integridad de la instalación en caso de inclemencias meteorológicas y/o evitar determinadas sombras de condensación que se forman en la cubierta exterior del propio panel.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una representación según una perspectiva general de lo que es la cubierta exterior de doble acristalamiento como elemento fundamental del panel solar de la invención, apreciándose una zona rota de dicha cubierta para dejar ver las características estructurales de la misma.

La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva precisamente de la cubierta exterior del panel solar de la invención.

La figura 3.- Muestra una aplicación práctica de lo que es el panel solar térmico de la invención con las novedades que incorpora el mismo.

Realización preferente de la invención

Como se puede ver en las figuras referidas, y en relación concretamente con la figura 3, puede observarse una pareja de paneles solares térmicos (1) con la cubierta exterior (2) formada por un doble acristalamiento, sobre la que inciden los rayos solares (3), y todo ello montado sobre la pendiente de un tejado (4).

Pues bien, la característica fundamental del panel solar o de los paneles solares (1), es que la cubierta exterior (2) está constituida por un doble acristalamiento (5 y 6) entre los que se establece una separación para determinar una cámara estanca (7) de grosor variable, a través de la cual se hace circular con flujo variable, en circuito abierto o cerrado, un líquido calo-portador, además y conjuntamente o no, según necesidades puntuales de diseño, del que normalmente circula por el circuito instalado en la carcasa y que lo hace a través de una tubería o circuito de cobre o similar (8).

El cristal externo (5) de la cubierta exterior (2) de doble acristalamiento, será normalmente templado, mientras que el cristal interior (6) puede o no ser templado, estableciéndose en la cámara estanca (7) determinada entre el doble acristalamiento (5 y 6), la correspondiente entrada (9) y salida (10) para el líquido calo-portador, el cual es hecho pasar a través de un intercambiador de calor (11) con una salida (12) para alimentación, por ejemplo a un grifo (13), de manera que el circuito hidráulico (14) de circulación del líquido calo-portador, es impulsado hacia la entrada (9) por medio de una motobomba (15), según el sentido de recorrido indicado por las flechas de la figura 3, de manera que en esa circulación en circuito cerrado, se produce un calentamiento del agua en el intercambiador de calor (11) para que esta agua pueda ser aprovechada para cualquier uso.

El cristal interior (6) de la cubierta exterior (2), está tratado en una de sus caras con compuestos específicos, preferentemente óxidos metálicos, quedando dicha zona tratada enfrentada al circuito hidráulico (8), al objeto de conseguir un alto poder reflectante que producirá un efecto de reflexión inducida, con el consiguiente incremento del rendimiento del panel por aumento de la radiación que percibe.

Finalmente, en la cubierta (2) de doble acristalamiento, se incluirá una placa de aluminio inferior (16) o/y de cualquier otro componente a fin de darle rigidez y sellar al panel, tal y como se deja ver en las figuras.

Por último decir que el panel solar térmico descrito se complementará con sistemas tales como un sistema de captación, un sistema de acumulación para acumular líquido calo-portador, un sistema hidráulico a base de tuberías, racores, etc., un sistema de intercambio, un sistema de control de funcionamiento y un sistema de energía auxiliar para incrementar la temperatura final del líquido calo-portador.

Reivindicaciones:

1. Panel solar térmico, que comprendiendo una cubierta exterior (2), bajo la cual queda dispuesto un circuito hidráulico (8), con la colaboración de una placa inferior de aluminio (16) u otro material de rigidez adecuada, y un marco de cualquier tipo de material resistente, se caracteriza porque la cubierta exterior (2) está constituida por un doble acristalamiento (5 y 6), determinándose entre ambos cristales una cámara estanca (7) de grosor variable, a través de la cual se hace circular un líquido calo-portador, preferentemente agua, para elevar su temperatura, tanto por el circuito considerado como estándar (14), como el circuito (8) que se establece en la cámara de doble acristalamiento (7).

2. Panel solar térmico, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el cristal superior (5) de la cubierta externa (2) de doble acristalamiento, es templado, mientras que el cristal inferior (6) puede o no ser templado, habiéndose previsto que dicho cristal interno (6) presente en su cara de enfrentamiento al circuito hidráulico (8) un tratamiento con compuestos específicos, preferentemente a base de óxidos metálicos, que proporcionan a esa cara un alto poder reflectante que propicie el efecto de reflexión inducida, en orden a aumentar el rendimiento del propio panel, por la mayor radiación solar final que se percibe.

3. Panel solar térmico, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cubierta exterior (2) constituye un intercambiador de calor que permite que el líquido que se hace circular a través de la propia cámara (7) establecida entre el doble acristalamiento (5 y 6), sufre un incremento de temperatura proporcional a los rayos solares que recibe el panel y al tiempo de permanencia de dicho líquido en la cámara (7).

4. Panel solar térmico, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque opcionalmente se incluyen accesorios y dispositivos tales como sistema de captación, sistema hidráulico, sistema de acumulación, sistema de intercambio, sistema de control y sistema de energía auxiliar, para complementar con paneles solares fotovoltaicos.