CAPTADOR SOLAR TERMICO EXTRUDIDO.

Captador solar térmico extrudido que consta de uno o varios módulos extrudidos (1) y dos colectores (4) uno de entrada y otro de salida del fluido.

Cada módulo extrudido (1) presenta al menos un agujero (2) con sus extremos roscados (3). Los colectores (4) presentan un agujero (5) con sus extremos roscados (3) para las conexiones, y tantos agujeros (6) y cajeras circulares (7) como agujeros presente el conjunto de módulos extrudidos (1). Los tornillos (9) presentan un agujero longitudinal (10) y uno o varios agujeros transversales (11), así como un rebaje (12). Los tornillos (9) se introducen en los agujeros (6) y se fijan en la rosca (3) del colector (1). Entre los tornillos (9) y el colector (4) se introduce una junta (8) y lo mismo ocurre entre el colector (4) y el módulo extrudido (1) asegurando así la estanqueidad del sistema una vez montado el captador solar

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200703311.

Solicitante: BOCANEGRA MARQUINA, ISIDRO.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: BURGOS.

Inventor/es: BOCANEGRA MARQUINA,ISIDRO.

Fecha de Solicitud: 7 de Diciembre de 2007.

Fecha de Publicación: 4 de Marzo de 2010.

Fecha de Concesión: 22 de Febrero de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

F24J2/46B12

Clasificación PCT:

F24J2/46

Fragmento de la descripción:

Captador solar térmico extrudido.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un captador solar térmico fabricado mediante extrusión, gracias al cual se consigue una serie de mejoras en relación a los captadores conocidos hasta la fecha. Estas mejoras se refieren a una simplificación del proceso de fabricación y montaje del captador con la consecuente reducción de costes de fabricación, además de eliminar todas las soldaduras que pueda necesitar el captador solar térmico.

Estado de la técnica

Si estudiamos los distintos tipos de captadores solares térmicos observamos que se pueden dividir en los siguientes grupos:

- vtcortaunaCaptadores solares no vidriados: son aquellos captadores que no presentan una cubierta que aísle al captador del exterior, presentando mayores pérdidas de calor. En el mercado están disponibles en forma de mantas de polipropileno. - vtcortaunaCaptadores solares vidriados: son aquellos captadores que presentan una cubierta que aísla al captador del exterior, lo que propicia que se produzca en su interior el efecto invernadero, presentando a su vez un coeficiente de pérdida menor. En esta clasificación se engloban los captadores solares térmicos, los CPC y los tubos de vacío.

Si nos fijamos en los distintos tipos de captadores solares térmicos vidriados y hacemos un estudio del estado de la técnica observamos lo siguiente:

- vtcortaunaLos tubos de vacío se caracterizan por disponer de una ampolla de vidrio que aísla del exterior. En estos tubos se distinguen, principalmente, cuatro tipologías: - vtcortaunaHeat pipe: consiste en un tubo sobre el que se monta el absorbedor. Por el interior del tubo circula una pequeña cantidad de fluido que se evapora bajo la acción de la radiación solar, ascendiendo hacia la parte superior, y condensándose al ceder el calor. - vtcortaunaFlujo directo: En este tubo el fluido pasa directamente a través del tubo, que está soldado a una aleta. El conjunto soldado de aleta y tubo se haya embutido en una ampolla de cristal con el fin de aislarlo. - vtcortaunaSydney: este tubo se desarrolló como una doble ampolla, que evitase las posibles pérdidas de vacío a través de la unión vidrio- metal. Debido a que la superficie absorbedora es de forma cilíndrica es necesario un reflector. - vtcortaunaSchott: consiste en un tubo de cristal dentro de otro tubo de cristal, que realiza las funciones del absorbedor y sobre el que se ha depositado una sustancia selectiva. El fluido fluye a través del tubo de cristal interior, sin necesidad de la unión metal-cristal. Al tratarse de un absorbedor de forma cilíndrica es necesario un reflector. - vtcortaunaLos captadores del tipo CPC consisten en una serie de tubos de cristal, dispuestos paralelamente entre sí, por los que circula el fluido y situados sobre un reflector de forma cilíndrica que concentra los rayos solares sobre el tubo. - vtcortaunaLos captadores solares planos consisten en un absorbedor que consta de una serie de tubos o huecos por los que circula el fluido, a través de un circuito formado.

La presente invención se engloba en el sector de los captadores solares planos.

Si nos fijamos en los distintos tipos de captadores solares planos desarrollados, desde sus primeros desarrollos hasta la actualidad, se puede observar lo siguiente:

- vtcortaunaLos primeros desarrollos utilizaban chapas de acero inoxidable electrosoldadas que dejaban en su interior unos canales en forma de conductos por los que circulaba el fluido. Estos absorbedores aumentaban considerablemente el rendimiento ya que favorecían el régimen turbulento de circulación en el interior. Sin embargo presenta el inconveniente de una elevada pérdida de carga y de no poder soportar presiones medias en el interior de la parrilla. - vtcortaunaCon el paso del tiempo se desarrollaron circuitos con tuberías de cobre, siendo esta la configuración más empleada actualmente. En este tipo de absorbedores se distinguen, principalmente, dos configuraciones. Parrilla de tubos y serpentines o captadores en meandro. quadLa configuración mas empleada es la de parrilla de tubos que comienzan y terminan en dos tubos de mayor diámetro y dispuestos transversalmente a la parrilla. Mientras que los absorbedores en serpentín o meandro logran un mayor calentamiento a costa de una mayor pérdida de carga limitando el número de equipos que pueden ser conectados en paralelo.

Si nos fijamos en la forma del absorbedor se observan, principalmente, tres configuraciones:

- vtcortaunaUna única placa absorbedora dispuesta sobre los tubos de la parrilla. Esta forma es muy empleada ya que permite la soldadura. El contacto entre la placa absorbedora y el tubo se produce sobre una franja muy estrecha del tubo. - vtcortaunaUna única placa absorbedora situada sobre los tubos del captador, rodeando en parte el perímetro de los tubos. Esta configuración permite el contacto entre el tubo y banda absorbedora en una superficie mayor que la anterior. Pero presenta la complejidad de tener que disponer de una laminadora muy ancha y no ser una disposición favorable para la soldadura. - vtcortaunaOtra configuración es disponer por cada tubo de una aleta, que puede abrazar o no, al perímetro de los tubos. Esta configuración junto con la primera son las más empleadas en la actualidad.

Uno de los problemas que se presenta en los captadores solares térmicos es la presencia de soldaduras, ya que el proceso de fabricación presenta un sobrecoste y además hay que garantizar muy bien la estanqueidad del sistema, así como que las soldaduras no presenten ningún tipo de fisuras y garantizar la vida de la soldadura.

A lo largo de los últimos años se han propuesto distintas soluciones con el fin de realizar captadores solares térmicos que resulten más económicos.

Realizando un estudio de la técnica de las distintas soluciones propuestas se observa la siguiente patente:

- vtcortaunaUS 4098261 (Watt) que presenta una pieza que abraza al tubo y mediante unos tornillos se fija a una placa, de esta forma se trata de conseguir que el calor se transmita desde la pieza que abraza el tubo hasta el propio tubo. En esta patente se observa que la transmisión de calor no es total aunque sí que se mejora sustancialmente. Además se observa que la unión del colector con los tubos se hace mediante soldadura.

Descripción de la invención

Con el sistema de la presente invención se consigue un captador solar térmico fabricado mediante extrusión solventando así el problema mencionado anteriormente, es decir, la presencia de soldaduras.

La presente invención se caracteriza por el hecho de que consta de uno o varios módulos extrudidos en cuyos extremos se acoplan dos colectores que hacen la función de entrada-salida del fluido caloportador.

Cada uno de los módulos extrudidos presenta un agujero pasante que permite el paso del fluido caloportador comunicando entre sí los colectores de entrada-salida. Además se observa que los extremos de dichos agujeros presentan su correspondiente rosca. Estos módulos extrudidos presentan una forma tal que permiten la captación de energía solar, siendo deseable que dicha captación sea la máxima posible con el fin de obtener un mayor rendimiento.

Así se observa que este colector extrudido puede presentar prácticamente cualquier forma geométrica siempre y cuando presente un agujero que permita el paso del fluido a través de él. Es de destacar que esta geometría puede ir desde una simple chapa plana...

Reivindicaciones:

1. Captador solar térmico extrudido para el calentamiento térmico de agua o fluido caloportador que comprende:

- vtcortaunauno o varios módulos extrudidos (1), - vtcortaunados colectores (4), uno de entrada y otro de salida del fluido caloportador, uno a cada extremo de los módulos extrudidos (1), - vtcortaunaunos elementos de fijación o tornillos (9) que presentan un agujero longitudinal (10) y uno o varios agujeros transversales (11) permitiendo el paso del fluido caloportador, - vtcortaunaunas juntas o cualquier elemento conocido (8) que garantizan la estanqueidad como pueden ser unas juntas tóricas,

caracterizado por el hecho de que cada uno de los módulos extrudidos (1) se une a los colectores de entrada-salida (4) mediante una serie de tornillos o elementos de fijación (9), estos tornillos (9) se introducen en los agujeros (6) del colector (4) y roscan en el agujero (2) del módulo extrudido (1); con el fin de garantizar la estanqueidad del colector se incorporan una serie de juntas (8).

2. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 1 en el que cada uno de los módulos extrudidos (1) contiene uno o varios agujeros (2) con sus extremos roscados (3) por los que pasa el fluido caloportador.

3. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 1 en el que los colectores de entrada-salida (4) contienen:

- vtcortaunaun agujero longitudinal (5) con sus extremos roscados (3), permitiendo la conexión del captador mediante elementos conocidos como por ejemplo racores. - vtcortaunatantos agujeros transversales (6) como agujeros (2) presente el captador solar, siendo estos agujeros transversales (6) concéntricos a los agujeros (2) de los módulos extrudidos (1). - vtcortaunatantas cajeras circulares (7) como agujeros transversales (6) presente el captador solar, siendo estas cajeras circulares (7) concéntricas a los agujeros transversales (6).

4. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 1 en el que los tornillos o elementos de fijación (9) contienen:

- vtcortaunaun agujero longitudinal (10), y - vtcortaunauno o varios agujeros u oquedades transversales (11).

Estos agujeros permiten el paso del fluido caloportador comunicando así los agujeros (2) de cada uno de los módulos extrudidos (1) con los agujeros (5) de los colectores (4).

5. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 4 en el que los tornillos o elementos de fijación (9) contienen un rebaje o vaciado (12) en la cara interna de la cabeza del tornillo (9).

6. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 1 caracterizado porque las juntas tóricas (8) se colocan:

- vtcortaunaentre los tornillos (9) y el colector (4), y - vtcortaunaentre el colector (4) y el módulo extrudido (1).

7. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 6 caracterizado porque las juntas (8) se alojan en las cajeras circulares (7) del colector (4), garantizando así la estanqueidad del captador incluso cuando aumente la temperatura del fluido y con ello la presión.

8. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 6 caracterizado porque las juntas (8) se alojan en los rebajes (12) de los tornillos (9) y en las cajeras circulares (7) del colector (4), garantizando así la estanqueidad del captador incluso cuando aumente la temperatura del fluido y con ello la presión.

9. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 1, 2 ó 3 caracterizado porque los módulos extrudidos son realizados mediante cualquier material conocido que pueda ser extrudido como por ejemplo, aluminio, magnesio, cobre,..., o cualquier plástico que pueda ser extrudido.

10. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque el módulo extrudido (1) puede presentar cualquier forma geométrica siempre y cuando presente al menos un agujero (2) con sus extremos roscados (3).

11. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 1 ó 3 caracterizado porque los colectores de entrada-salida (4) pueden presentar cualquier forma geométrica, bien sea cuadrangular, rectangular, tubular, etc...

12. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 1 caracterizado porque cada uno de los módulos extrudidos (1) y los colectores de entrada-salida (4) presentan un recubrimiento o un tratamiento superficial selectivo conocido, aumentando así la eficacia del captador, es decir, aumentando el coeficiente de absorción y disminuyendo el coeficiente de emisividad.

13. Captador solar térmico extrudido según la reivindicación 1 caracterizado porque el captador va introducido en una caja o carcasa (13) con su correspondiente aislante térmico (15) y su correspondiente cristal (16) o cualquier elemento conocido que realice la función de permitir el paso de la radiación solar y minimizar las pérdidas energéticas por el enfriamiento del aire, disminuyendo a su vez la emisividad.

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