Disipador térmico para instalaciones de captación de energía solar a base de colectores térmicos.

Destinado a evitar que la temperatura sobrepase una cota preestablecida en el circuito primario (2-4) de una instalación a base de colectores térmicos (1), consiste en un radiador (11) intercalado en una derivación (10) del circuito primario (2-4) provisto de una válvula de seguridad (15), contando dicha derivación (10) con una bifurcación (12) en la que se establece una válvula (13) de dos vías, controlada por un termostato (14) que detecta la temperatura en el circuito primario (2), radiador (11) que en su salida (16) incorpora una válvula de retención (17) antes de conectarse al retorno (4) del circuito primario, puenteando el intercambiador de placas (3). Se consigue de esta manera un disipador estático, que no requiere de los clásicos ventiladores, que consecuentemente no consume energía, controlado por válvulas que actúan por diferencia de presión, de manera que tampoco necesitan alimentación eléctrica

Disipador térmico para instalaciones de captación de energía solar a base de colectores térmicos.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un disipador térmico, aplicable en instalaciones de captación de energía solar que utilizan como captadores colectores térmicos en los que la captación se lleva a cabo mediante un líquido calo-portador que circula por una serie de tubos debidamente intercomunicados.

El objeto de la invención es conseguir evitar que la temperatura en la instalación supere una cota preestablecida, como por ejemplo los 60º, y que esto se produzca de forma automática, en ausencia de consumo energético.

Antecedentes de la invención

Convencionalmente los colectores solares térmicos están constituidos mediante una carcasa, a modo de cajón, generalmente de aluminio, con su fondo convenientemente termo-aislado, mediante lana de roca u otro material apropiado, estableciéndose sobre dicho material aislante una pluralidad de tubos, generalmente paralelos y de cobre, que relacionan un colector de entrada y un colector de salida, conectándose varios colectores térmicos en paralelo a un circuito cerrado, por el que circula un líquido calo-portador, pasante a través de un intercambiador que transmite la temperatura, mas concretamente el calor de que es portador el citado líquido, a un circuito de agua donde se sitúan acumuladores que permiten el consumo de la misma, como medio de calefacción, agua sanitaria, etc.

Estas instalaciones para captación de energía solar están previstas para trabajar en un rango de temperaturas que no debe de sobrepasar ciertas cotas, generalmente la cota de los 60ºC, ya que por encima de tales temperaturas existen riesgos de daño tanto para los propios paneles solares como para el resto de la instalación, sobre todo teniendo en cuenta que en condiciones de radiación solar muy favorables la temperatura en el circuito primario podría llegar a alcanzar los 300ºC.

Hasta la fecha y para conseguir controlar este incremento indeseado de la temperatura de la instalación, se utilizan aero-termos, consistentes en una batería de agua que se calienta a expensas de la temperatura del sistema, y un ventilador que disipa el calor acumulado en dicha batería de agua.

Esta solución si bien resulta viable desde el punto de vista de los resultados prácticos obtenidos, presenta como problema fundamental el hecho de que requiere ineludiblemente de aportación de energía eléctrica para alimentar tanto al ventilador como a la válvula que permite o cierra el paso de agua a través del mismo.

Descripción de la invención

El disipador térmico que la invención propone resuelve de manera plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, al no requerir de energía eléctrica para su funcionamiento, puesto que tampoco requiere de la presencia de un ventilador, y el necesario sistema valvular utiliza, en lugar de las clásicas electroválvulas, válvulas que actúan por diferencia de presión.

Para ello y de forma mas concreta el disipador térmico que la invención propone está constituido mediante un radiador estático, a base de una pluralidad de tubos montados entre dos colectores extremos y provistos de aletas radiantes, estando el citado radiador conectado en paralelo con el grupo de colectores solares que forma parte de la instalación.

Específicamente en la conducción de salida común a dichos colectores solares y que se dirige al intercambiador de placas para retornar nuevamente a dichos colectores, se sitúa una derivación hacia el radiador, provista de una bifurcación, situándose en dicha derivación y en su bifurcación respectivas válvulas, concretamente una válvula de seguridad y una válvula de dos vías, de la que ésta última abre por diferencia de presión con la primera, y ante las señales generadas por un termostato conectado a la conducción de salida de los colectores térmicos, que lógicamente se activa cuando se sobrepasa la temperatura prevista al efecto.

La estructura descrita se complementa con una válvula de retención situada a la salida del radiador, en un conducto de retorno hacia los colectores térmicos, que puentea el intercambiador de placas, desembocando en la conducción de retorno hacia los citados colectores térmicos, entre el intercambiador de placas y la clásica bomba de recirculación de agua del circuito primario de la instalación.

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 único juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado un esquema correspondiente a una instalación de captación de energía solar a base de colectores térmicos, dotada del disipador térmico que constituye el objeto de la presente invención.

Realización preferente de la invención

A la vista de la figura reseñada puede observarse como el disipador térmico que la invención propone es aplicable a una instalación convencional de captación de energía solar a base de colectores térmicos, en la que participan una pluralidad de colectores (1), conectados en paralelo a un circuito primario con una conducción de salida (2), un intercambiador de placas (3), y una conducción de retorno (4) en la que se sitúa, tras el intercambiador de placas (3), una bomba (5) de recirculación de agua en dicho circuito.

El intercambiador de placas (3) está integrado simultáneamente en un circuito secundario (6), con su correspondiente bomba (7) y provisto de acumuladores (8), así como de una válvula de tres vías (9), tal como muestra la citada figura, de manera que el agua almacenada en dichos acumuladores (8) puede ser utilizada en un circuito de calefacción, en un circuito de agua caliente sanitaria, etc.

Pues bien, de acuerdo ya con la invención, en la conducción de salida (2) de la batería de colectores térmicos (1), se sitúa una derivación (10) hacia un radiador (11), contando dicha derivación (10) con una bifurcación (12) en la que se sitúa una válvula de dos vías (13), comandada por un termostato (14) que detecta la temperatura existente en la conducción de salida (2), mientras la propia derivación (10) cuenta, a la entrada del radiador (11), con una válvula de seguridad (15).

A la salida (16) del radiador (11) se sitúa una válvula de retención (17), y dicha salida comunica con el circuito primario citado, concretamente con la conducción de retorno (4), entre el intercambiador de placas (3) y la bomba (5), tal como se observa en la figura.

El radiador (11) está estructurado mediante una pluralidad de tubos paralelos (18) establecidos entre dos colectores extremos (19-19'), y provistos de una pluralidad de aletas radiantes (20), que aseguran la necesaria disipación térmica en el seno del radiador, para evitar que en el circuito primario (2-4) la temperatura sobrepase la cota preestablecida al efecto, pero actuando dicho radiador exclusivamente cuando las condiciones térmicas de la instalación lo hagan necesario, de forma automática a través del termostato (14) y sin consumo alguno de energía.

1. Disipador térmico para instalaciones de captación de energía solar a base de colectores térmicos, instalaciones en las que se establece un circuito primario (2-4), cerrado, sobre el que quedan montados en paralelo diversos colectores térmicos (1) y en el que se establece una bomba de recirculación (5) de líquido calo-portador, y un intercambiador de placas (3), que transmite el calor del citado circuito primario a un circuito secundario (6) con acumuladores (8), caracterizado porque consiste en un radiador (11) conectado al circuito primario (2-4) en paralelo con los colectores térmicos (1), concretamente a través de una derivación (10) de la conducción de salida (2) de dichos colectores, derivación provista de una bifurcación (12) en la que se sitúa una válvula (13) de dos vías, controlada por un termostato (14) que detecta la temperatura en la citada conducción de salida (2), mientras que en la propia derivación (10) se sitúa una válvula de seguridad (15), habiéndose previsto que en el conducto de salida (16) del radiador se establezca una válvula de retención (17), y actuando estas válvulas por diferencias de presión, cerrándose el citado tubo de salida (16) sobre el circuito primario (2-4) mas allá del intercambiador de placas (3), preferentemente entre éste y la bomba (5) de recirculación de líquido calo-portador en tal circuito primario.

2. Disipador térmico para instalaciones de captación de energía solar a base de colectores térmicos, según reivindicación 1ª caracterizado porque el radiador incorpora una pluralidad de tubos paralelos (18), establecidos entre dos colectores extremos de entrada (19) y de salida (19'), incorporando dichos tubos una pluralidad de aletas radiantes (20) que aseguran un alto grado de disipación térmica.