Colector solar térmico.

El colector de la invención permite obtener una potencia calorífica sumamente mayor que el de otros dispositivos de este tipo con las mismas dimensiones.

Para ello está constituido a partir de un bastidor dotado de medios para movilización con respecto de un eje de giro vertical y un eje de giro horizontal de un concentrador (7) de la radiación solar, de configuración semicilíndrica-parabólica, en cuyo seno se establece centradamente un soporte (8) a cuyos lados se disponen sendos núcleos (9) absorbedores de la radiación solar, de los que emergen radialmente una serie de brazos (10) de un material de alta conductividad térmica, que se asocian por su extremidad libre a un circuito cerrado (11) por el que circula un fluido caloportador y que es pasante a través del citado soporte (8) hacia un intercambiador de calor con un circuito de agua caliente. El conjunto formado por los núcleos (9), brazos (10) y las conducciones que determinan el circuito (11) está encapsulado en el seno de una envolvente tubular (16) de vidrio de alta transparencia

Colector solar térmico.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un colector solar térmico, del tipo de los utilizados para el calentamiento de agua, y que incorporan una superficie parabólica de concentración de la radiación solar sobre una determinada zona.

El objeto de la invención es proporcionar un colector solar térmico con una elevada capacidad de transmisión de calor al flujo de agua que se hace pasar a través de su intercambiador de calor, es decir con una elevada potencia calorífica.

Antecedentes de la invención

En el ámbito de aplicación práctica de la invención, el de los colectores solares, son conocidos colectores solares planos, que aprovechan la energía solar para calentar un fluido caloportador que a través de un intercambiador de calor permiten calentar un flujo de agua de un circuito de agua caliente sanitaria o similar.

El problema que presentan este tipo de paneles o colectores es que la potencia calorífica que aportan al circuito de agua es muy reducida, por lo que la superficie de dichos paneles debe ser muy elevada, con la consecuente y negativa repercusión a nivel de costes y de espacio que ello conlleva.

Tratando de obviar esta problemática son conocidos colectores solares en los que la superficie de captación adopta un perfil parabólico, concentrando la radiación solar sobre una zona intermedia, de manera que la potencia calorífica que se consigue es mayor.

Sin embargo dicha potencia calorífica sigue siendo insuficiente en muchos casos.

Descripción de la invención

El colector solar que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, merced a una nueva estructuración que permite aumentar sensiblemente la potencia calorífica aportada por el mismo en comparación con otros colectores parabólicos de similares dimensiones.

Para ello, el dispositivo que se preconiza parte de un concentrador semicilíndrico-parabólico, revestido de un material de alta reflexión de la luz, dotado de medios de posicionamiento electromecánico para el mismo, en función de la posición del sol, concentrador en cuya zona interna media se dispone un soporte en el que se establece un núcleo absorbedor del calor producido por las radiaciones captadas y concentradas sobre el eje longitudinal, núcleo consistente en dos semi-cilindros dispuestos linealmente a cada lado de dicho soporte, obtenido a partir de cobre con capa de níquel electrolítico y capas de cromo negro, de manera que radialmente a dicho núcleo se establecen una serie de brazos, que pueden estar obtenidos a partir de diferentes tipos de materiales, tales como cobre tungsteno, cobre molibdeno, cobre molibdeno cobre, o incluso tubos de calor, comúnmente conocidos como caloducs, que se relacionan con un circuito por el que circula un fluido calo-portador, de manera que, debido a la gran conductividad térmica del material del núcleo, así como de sus correspondientes brazos radiales, a través de dichos brazos radiales el calor concentrado en dicho núcleo es transmitido al fluido caloportador, cuyo flujo se ve forzado a través de una bomba establecida en la zona media posterior del concentrador, sobre la que se sitúa un intercambiador de calor a través del que el calor aportado al fluido caloportador es transmitido a un circuito de agua, ya sea de agua caliente sanitaria o de cualquier otra índole, transformándola en vapor a razón de la alta temperatura que se alcanza con este sistema.

Los conductos del circuito del fluido caloportador se relacionan con los brazos radiales del núcleo a través de las correspondientes bridas, estando estos dispuestos longitudinalmente y de forma que no hagan sombra sobre el núcleo principal, estando todo este conjunto protegido en el seno de una envolvente tubular de vidrio de alta transparencia, que se fija igualmente al soporte central.

Asimismo, el concentrador incorpora una plancha de cristal que cierra su embocadura, impidiendo la entrada de polvo y suciedad al sistema.

A partir de esta estructuración, la temperatura del fluido caloportador será regulada en función de la velocidad del flujo del mismo, a través de la bomba, así como del desenfoque por parada de los moto-reductores que asisten al concentrador en sus movimientos.

El citado núcleo se fija al soporte central con una unión aislante dotada de una cierta tolerancia en diámetro y profundidad que permita absorber las dilataciones y contracciones que se producen por los gradientes de temperaturas, dilataciones que tampoco afectarán al circuito del fluido caloportador por cuanto que éste se fija al resto de los elementos mediante uniones no rígidas.

Para una total autonomía del dispositivo, se ha previsto que sobre el borde perimetral del concentrador se establezcan tantas pequeñas placas solares fotovoltaicas como sean necesarias para producir la energía eléctrica suficiente como para alimentar, a través del correspondiente circuito de adaptación de tensiones y acumulación, a los medios electromecánicos de movilización del concentrador.

Por último, cabe destacar que todos los elementos que participan en la transmisión de calor en el dispositivo de la invención estarán dispuestos de manera que estén lo más cerca posible del núcleo central foco de calor, en orden a minimizar las pérdidas térmicas, así como evitar posibles problemas con uniones de rotación, etc.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando 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 vista en perspectiva antero-lateral de un colector solar realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.

La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva postero-lateral del colector de la figura 1.

La figura 3.- Muestra un detalle en perspectiva del sistema de transmisión de calor del núcleo central al circuito cerrado del fluido caloportador.

La figura 4.- Muestra, finalmente, un detalle en perspectiva de los medios de movilización del concentrador.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el colector solar que se preconiza está constituido a partir de un bastidor o bancada (1), que en el ejemplo de realización práctica elegido está asistido por patas estabilizadoras (2), bastidor sobre el que se sitúa superiormente un helióstato (3) de dos ejes, un eje vertical (4) y un eje horizontal (5) asociados a los correspondientes moto-reductores, así como al correspondiente brazo (6) mediante el que se fija y controla el movimiento de un concentrador solar (7) semicilíndrico-parabólico, en cuya zona media se dispone un soporte (8) a cuyos lados se disponen linealmente y ocupando una posición central longitudinal en el concentrador, sendos núcleos o focos (9), obtenidos en barra de cobre con capa de níquel electrolítico semibrillante con un espesor entre 15 y 20 micras y con capas de cromo negro.

El concentrador (7) está obtenido en SMC, estando su superficie interna (7') forrada con un recubrimiento de aluminio de alta reflectividad que concentra las radiaciones solares sobre los focos o núcleos (9).

Dichos focos son huecos en su zona de unión con el soporte (8), estando unidos al mismo a través de un eje solidario al soporte, con una unión aislante y con una tolerancia suficiente para permitir absorber las dilataciones y contracciones que se produzcan debidas a los cambios de temperatura.

Como se puede observar en el detalle de la figura 3, del núcleo (9) emergen radialmente y en disposición helicoidal una serie de cortos brazos postizos (10), que pueden estar obtenidos a partir de diferentes tipos de materiales, tales como cobre tungsteno, cobre molibdeno, cobre molibdeno cobre, o incluso tubos de calor "caloducs", de manera que gracias a su alta conductividad térmica transmiten de forma sumamente eficaz y en un tiempo mínimo el calor absorbido por el núcleo (9) a un circuito (11), al que se asocian a través de bridas (12), circuito cerrado (11) por el que circula un fluido caloportador, que es impulsado a través de una bomba de engranajes (13), circuito (11) que atraviesa el soporte (8) para pasar por el interior...

1. Colector solar térmico, que siendo del tipo de los que están constituidos a partir de un bastidor dotado de medios para movilización con respecto de un eje de giro vertical y un eje de giro horizontal de un concentrador de la radiación solar, de configuración semicilíndrica-parabólica, se caracteriza porque en el seno del citado concentrador (7) se establece centradamente un soporte (8) a cuyos lados se disponen sendos núcleos (9) absorbedores de la radiación solar, de los que emergen radialmente una serie de brazos (10) de un material de alta conductividad térmica, que se asocian por su extremidad libre a un circuito cerrado (11) por el que circula un fluido caloportador y que es pasante a través del citado soporte (8) hacia un intercambiador de calor con un circuito de agua caliente/vapor de agua (14), habiéndose previsto que el conjunto formado por los núcleos (9), brazos (10) y las conducciones que determinan el circuito (11) por el que es pasante el fluido caloportador quede encapsulado en el seno de una envolvente tubular (16) de vidrio de alta transparencia.

2. Colector solar térmico, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los núcleos (9) están obtenidos en barra de cobre con capa de níquel electrolítico semibrillante y con capas de cromo negro, mientras que los brazos (10) que se relacionan con el circuito cerrado (11) a través de bridas (12), adoptando una configuración helicoidal, están obtenidos a partir de cobre tungsteno, cobre molibdeno, cobre molibdeno cobre, o incluso tubos de calor o "caloducs".

3. Colector solar térmico, según reivindicación 1ª, caracterizado porque sobre la periferia del concentrador (7) se establecen paneles solares fotovoltaicos (18) para alimentación eléctrica de los medios de movilización del concentrador.

4. Colector solar térmico, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la embocadura del concentrador (7) se remata mediante un cristal (17) que protege a los elementos internos del polvo y suciedad.

5. Colector solar térmico, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el concentrador (7) se relaciona con los medios de movilización del mismo establecidos en el bastidor (1) a través de un brazo en cuyo seno se establece el intercambiador de calor, el vaso de expansión para el circuito (11) del fluido caloportador así como una bomba (13) de impulsión de dicho fluido.

6. Colector solar térmico, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los núcleos (9) están unidos al soporte (8) a través de un eje solidario al soporte, con una unión aislante y con una tolerancia suficiente para permitir absorber las dilataciones y contracciones que se produzcan debidas a los cambios de temperatura.

7. Colector solar térmico, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el conjunto de tubos que definen el circuito cerrado (11) queda estabilizado a través de una serie de discos (15), dispuestos transversalmente, dotados de orificios por los que son pasantes ajustadamente tanto dichos tubos como el núcleo (9).