COLECTOR SOLAR CON ALMACENAMIENTO INTEGRADO DE CALOR.

Colector solar que posee almacenamiento integrado de calor, comprendiendo dicho colector solar una carcasa (2) la cual comprende una placa (4) inferior y una tapa transparente (3),

en el que, en la carcasa (2), hay dispuesto un tanque (5) de almacenamiento para el almacenamiento de agua entre un espejo (6) evolvente y la tapa (3) transparente, estando dispuesto el colector solar, durante su uso, para formar un ángulo con la horizontal de tal manera que el tanque (5) de almacenamiento tiene un extremo más elevado y un extremo más bajo, y en el que se proporciona un apantallamiento (7) entre el tanque (5) de almacenamiento y la tapa (3) transparente para reducir las pérdidas de calor, estando dicho apantallamiento (7) dispuesto en el extremo más elevado, entre el tanque (5) de almacenamiento y la tapa (3) transparente, y cubriendo el apantallamiento (7) al menos parte del extremo más elevado del tanque (5) de almacenamiento de tal modo que, en el extremo más elevado, se inhibe la convección entre el tanque (5) de almacenamiento y la tapa (3) transparente, caracterizado porque el apantallamiento (7) deja al menos parte del extremo más bajo sin cubrir, por lo que del 20 al 60% del volumen del tanque (5) de almacenamiento está cubierto por el apantallamiento (7), y un plano (13) imaginario que pasa por el eje central del tanque (5) de almacenamiento, plano que es paralelo respecto al plano del espejo (6) evolvente, divide el apantallamiento (7) en una parte (7a) situada cerca de la tapa (3) transparente y una parte (7b) cerca del espejo (6) evolvente, en el que el volumen del tanque (5) de almacenamiento que abarca dicha primera parte (7a) es al menos el 15% mayor que el de dicha última parte (7b)

Colector solar con almacenamiento integrado de calor.

La presente invención se refiere a un colector solar que posee un almacenamiento integrado de calor, comprendiendo dicho colector una carcasa que comprende una placa inferior y una tapa transparente, en el que, en la carcasa, figura dispuesto un tanque de almacenamiento para el almacenamiento de agua entre un espejo evolvente y la tapa transparente, estando dispuesto el colector solar para formar un ángulo con la horizontal de manera que el tanque de almacenamiento tenga un extremo más elevado y un extremo más bajo, y en el que se proporciona un apantallamiento entre el tanque de almacenamiento y la tapa transparente, estando dicho apantallamiento dispuesto en el extremo más elevado, entre el tanque de almacenamiento y la tapa transparente para reducir las pérdidas de calor, y cubriendo el apantallamiento al menos parte del extremo más elevado del tanque de almacenamiento de manera que, en el extremo más elevado, se inhibe la convección entre el tanque de almacenamiento y la tapa transparente, en el que el apantallamiento deja al menos parte del extremo más bajo sin cubrir, y en el que del 20 al 60% del volumen del tanque de almacenamiento está cubierto por el apantallamiento.

Los colectores solares que poseen almacenamiento integrado de calor son conocidos en la técnica, también con la abreviatura de ICS. Un colector solar de este tipo presenta una forma alargada en el que se sitúa un tanque de almacenamiento alargado. Este tanque de almacenamiento está diseñado para absorber calor solar. El calor absorbido calienta el medio presente en el tanque de almacenamiento, generalmente agua. Para aumentar el rendimiento térmico, se dispone de un espejo evolvente que da a la tapa transparente por debajo del tanque de almacenamiento por lo cual el tanque de almacenamiento puede recibir y absorber radiación luminosa también desde su parte inferior. Utilizando un colector solar de este tipo se puede calentar agua en el tanque de almacenamiento, que posteriormente se puede usar con diversos fines, generalmente fines domésticos. En concreto, se puede usar para bañarse o ducharse, lavar los platos y similares. La patente EP0743495 desvela un colector solar con un recipiente de almacenamiento para el medio que se va a calentar que está dispuesto en una carcasa con una pared transparente y una superficie especular, estando dicho recipiente revestido con un espacio intermedio mediante una camisa aislante transparente. Otro ICS con un apantallamiento es conocido a partir de la patente US4598450, en el que, al principio de la columna 13, se menciona la posibilidad de proporcionar un apantallamiento en el extremo superior del tanque de almacenamiento. Como resultado, se logra un rendimiento térmico mayor. Los costes de materiales, en comparación con un apantallamiento total, se reducen. A pesar del tamaño reducido del apantallamiento, parece que, como resultado del rendimiento térmico aumentado, las pérdidas de calor (en concreto las que se producen durante la noche) no afectan negativamente a un buen funcionamiento respecto a la grifería. Es decir, también por la mañana hay suficiente agua disponible a una temperatura suficiente.

Aunque se ha intentado durante años lograr adoptar el uso energía solar, en la mayoría de los casos el agua caliente todavía se obtiene usando portadores de energía de alta calidad, tales como gas y electricidad. Usar estos portadores de energía de alta calidad para generar energía de baja calidad es, de hecho, un desperdicio. Para la mayoría, esta situación se basa en consideraciones económicas. Por tanto, para lograr un mayor uso de energía solar, ésta tiene que ser capaz de competir económicamente con los portadores convencionales de energía de mejor modo. Otro problema importante es que el agua caliente debería estar disponible en mayor medida y ser completamente independiente del momento del tiempo en que se abra el grifo de agua caliente. El uso del apantallamiento contribuye en gran medida a ello.

Según el presente documento, es un objetivo de la presente invención proporcionar un colector solar que posee un almacenamiento integrado de calor que ofrezca un rendimiento aumentado y un funcionamiento mejorado respecto al momento de tiempo en el que se use el agua caliente.

Con este fin, el colector solar según la invención está caracterizado porque el apantallamiento deja al menos parte del extremo inferior sin cubrir, por lo que del 20 al 60% del volumen del tanque de almacenamiento está cubierto por el apantallamiento, y un plano imaginario que pasa por el eje central del tanque de almacenamiento, plano que es paralelo respecto al plano del espejo evolvente, divide el apantallamiento en una parte situada cerca de la tapa transparente y una parte cerca del espejo evolvente, en el que el volumen del tanque de almacenamiento que abarca dicha primera parte es al menos el 15% mayor que el de dicha última parte.

Por tanto, se contrarrestan las pérdidas de calor como resultado de la convección en la parte superior de la vasija, mientras que se evita la pérdida de luz como resultado de la reflexión contra el apantallamiento. Se ha descubierto que se puede lograr un rendimiento aumentado de este modo, a la vez que se usa menos material para el apantallamiento. Gracias al apantallamiento, el contenido del tanque de almacenamiento puede mantener su temperatura durante un periodo de tiempo mayor, de modo que por la mañana también hay disponible agua caliente suficiente y/o generalmente suficiente, o la necesidad de post-calentamiento disminuye.

Estrictamente hablando, el término evolvente indica una curva matemáticamente definida de forma precisa, pero dentro del ámbito de la presente invención incluye cualquier forma que refleje luz en el tanque de almacenamiento y, preferiblemente, una forma cóncava, más preferiblemente una forma concentradora de luz y, más preferiblemente, una forma evolvente matemáticamente determinada.

La patente AU530878 (publicada en 1983) describe un colector solar, no del tipo ICS, que posee un apantallamiento de un sistema de tuberías con forma de camisa exterior dentro de la carcasa.

Una realización preferida está caracterizada porque al menos parte de la superficie del apantallamiento es ópticamente transparente.

Por tanto, la incidencia local de luz se puede utilizar, aunque no completamente debido a la reflexión contra el apantallamiento, pero de todos modos una gran parte, para calentar el agua en el tanque de almacenamiento.

En tal caso es, no obstante, preferible que parte del apantallamiento sea ópticamente opaco, de tal modo que del 2 al 5% del volumen situado lo más arriba posible del tanque de almacenamiento esté rodeado por la parte ópticamente opaca.

Esto también evita que el agua se sobrecaliente.

Una importante realización preferida está caracterizada porque dicha primera parte cubre al menos el 30% y, más preferiblemente, al menos el 50% más de volumen que la segunda parte.

Ventajosamente, esta realización está caracterizada porque el apantallamiento tiene un borde inferior que es básicamente horizontal, es decir, que forma un ángulo de 10º como máximo respecto a la horizontal.

De este modo, el aire queda atrapado de forma eficaz. Dicho de otro modo: las pérdidas de calor como resultado de la convección se reducen considerablemente.

Preferiblemente, el apantallamiento está constituido de policarbonato.

El policarbonato se puede conformar fácilmente, tiene una transmisión óptica favorable y, en concreto, una buena resistencia térmica.

Finalmente, la invención se refiere a un procedimiento para colocar un colector solar según la invención, el cual está caracterizado porque está situado de tal modo que el borde inferior del apantallamiento forma un ángulo con la horizontal de pm30º como máximo, preferiblemente de pm20º como máximo y, más preferiblemente, no superior a pm10º.

De este modo, el aire caliente permanece atrapado óptimamente bajo el apantallamiento, mientras que la radiación solar reflejada por el espejo puede alcanzar el tanque de almacenamiento en el lado del espejo evolvente en mayor medida.

La presente invención se ilustrará ahora con referencia al dibujo, en el que

la fig. 1 representa una vista en planta desde arriba de un colector solar según la invención;

la fig. 2 representa una sección transversal del colector solar de la fig. 1 a lo largo de la línea II-II; y

la...

1. Colector solar que posee almacenamiento integrado de calor, comprendiendo dicho colector solar una carcasa (2) la cual comprende una placa (4) inferior y una tapa transparente (3), en el que, en la carcasa (2), hay dispuesto un tanque (5) de almacenamiento para el almacenamiento de agua entre un espejo (6) evolvente y la tapa (3) transparente, estando dispuesto el colector solar, durante su uso, para formar un ángulo con la horizontal de tal manera que el tanque (5) de almacenamiento tiene un extremo más elevado y un extremo más bajo, y en el que se proporciona un apantallamiento (7) entre el tanque (5) de almacenamiento y la tapa (3) transparente para reducir las pérdidas de calor, estando dicho apantallamiento (7) dispuesto en el extremo más elevado, entre el tanque (5) de almacenamiento y la tapa (3) transparente, y cubriendo el apantallamiento (7) al menos parte del extremo más elevado del tanque (5) de almacenamiento de tal modo que, en el extremo más elevado, se inhibe la convección entre el tanque (5) de almacenamiento y la tapa (3) transparente, caracterizado porque el apantallamiento (7) deja al menos parte del extremo más bajo sin cubrir, por lo que del 20 al 60% del volumen del tanque (5) de almacenamiento está cubierto por el apantallamiento (7), y un plano (13) imaginario que pasa por el eje central del tanque (5) de almacenamiento, plano que es paralelo respecto al plano del espejo (6) evolvente, divide el apantallamiento (7) en una parte (7a) situada cerca de la tapa (3) transparente y una parte (7b) cerca del espejo (6) evolvente, en el que el volumen del tanque (5) de almacenamiento que abarca dicha primera parte (7a) es al menos el 15% mayor que el de dicha última parte (7b).

2. Colector solar según la reivindicación 1, en el que al menos parte de la superficie del apantallamiento (7) es ópticamente transparente.

3. Colector solar según la reivindicación 2, en el que parte del apantallamiento (7) es ópticamente opaca, de tal modo que del 2 al 5% del volumen situado lo más arriba posible del tanque (5) de almacenamiento está cubierto por la parte ópticamente opaca.

4. Colector solar según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha primera parte (7a) cubre al menos el 30% y, más preferiblemente, al menos el 50% más de volumen que la segunda parte (7b).

5. Colector solar según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el apantallamiento (7) posee un borde inferior que es básicamente horizontal, es decir, que forma un ángulo de 20º como máximo respecto a la horizontal.

6. Colector solar según la reivindicación 5, caracterizado porque el borde inferior forma un ángulo de 10º como máximo respecto a la horizontal.

7. Colector solar según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el apantallamiento (7) está constituido de policarbonato.

8. Procedimiento para colocar un colector solar según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque está situado de tal manera que el borde inferior del apantallamiento (7) forma un ángulo con la horizontal de pm30º como máximo, preferiblemente de pm20º como máximo y, más preferiblemente, no superior a pm10º respecto a la horizontal.