INTERCAMBIADOR DE CALOR CON TUBO DE VACIO.

La invención se refiere a un intercambiador de calor con un tubo de vacío con una pared exterior, con un tubo interior para alojamiento de un fluido, cuya pared exterior está dispuesta concéntrica con la pared exterior del tubo de vacío y que presenta las características del preámbulo de la reivindicación 1. El intercambiador de calor con tubo de vacío es hoy día el componente más importante empleado en la técnica de calefacción solar para la conversión de energía solar en energía térmica. Un intercambiador de calor con las características del preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento US 4,440,156, en el que por lo menos dos elementos conductores de calor comunican la citada pared exterior del tubo de vacío con el sistema de tubos que conducen el fluido, estando previsto en la citada pared por el lado del tubo de vacío alejado de los elementos conductores del calor una lámina como medio de colección y concentración de la energía solar, donde cada elemento conductor del calor aprieta con tensión inicial contra la citada pared del tubo de vacío y contra el sistema de tubos conductores del fluido. Por el documento DE 198 59 658 se conoce otro intercambiador de calor con un tubo de vacío en el que un tubo interior en el que se aloja un fluido está rodeado por un tubo exterior en la que está introducido un agente absorbedor. En esta cámara del agente absorbedor están previstas unas aletas conductoras como elementos conductores del calor. El agente absorbedor como medio colector y concentrador de la energía solar está colocado sobre estas aletas conductoras en el tubo exterior, de modo que tiene lugar una transmisión de calor al agente absorbedor y a continuación a través de la pared del tubo interior, al fluido que fluye por el interior. El conjunto de esta unidad está rodeado por un tubo de vacío. Las aletas conductoras sirven para distribuir el agente absorbedor y deberán quedar sujetas en su sitio por medio de unos puentes. El documento US 4, 653,471 muestra un tubo interior para un medio de transmisión del calor, y unos elementos conductores del calor que salen radialmente de este tubo. El tubo interior está unido mecánicamente por medio de unas conexiones de fijación a un colector que se encuentra en una carcasa llena de material aislante y que soporta las paredes del tubo de vacío. Un intercambiador de esta clase se conoce por ejemplo por el documento US 4,186, 724. El tubo interior para alojamiento del fluido se compone de dos tubos concéntricos en los cuales puede fluir el fluido en régimen de contracorriente. Ese tubo interior está rodeado por una cámara aislante que por el lado alejado del fluido está limitada por la pared interior del tubo de vacío. La pared interior y la pared exterior del tubo de vacío están dispuestas concéntricas entre sí y forman en sección un anillo sometido a vacío, rodeando el tubo interior. Por el documento US 4, 307,712 se conoce otro de tales intercambiadores de calor en el que el tubo interior está unido, formando a ser posible una sola pieza con unos nervios transversales para lograr una mejor transmisión de calor. En los intercambiadores de calor conocidos se colocan diversas superficies de reflexión o determinados elementos se ennegrecen. Los tubos de los sistemas conductores del fluido son generalmente de un material que es buen conductor térmico. Pero no se conocen elementos que estén previstos para realizar una buena transmisión de calor desde tales superficies de reflexión al sistema de tubos conductor del fluido. Los nervios conocidos por el documento US 4, 307,712 están unidos de forma compleja con el sistema de tubos conductores de fluido y no tienen ninguna comunicación con los tubos de vacío. Resumen de la invención Partiendo de este estado de la técnica, la invención tiene como objetivo realizar un intercambiador de calor de la clase citada inicialmente de tal modo que aumente la transmisión de calor al sistema conductor del fluido. Debido a efectos de oxidación, por ejemplo causados por el empleo de distintos materiales (por ejemplo metálicos) para los distintos sistemas de tubos pueden producirse manifestaciones negativas de envejecimiento, o manifestaciones de condensación. Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención por las características de la reivindicación 1. Un intercambiador de calor conforme a la invención consta de un tubo de vacío con una pared exterior. En un tubo interior del intercambiador de calor se puede cargar un fluido conductor del calor. La pared exterior del tubo interior está dispuesta concéntrica con una pared del tubo de vacío. Al mismo tiempo está prevista por lo menos una lámina conductora del calor que comunica la citada pared del tubo de vacío con el sistema de tubos conductores del fluido. Este por lo menos un elemento conductor de calor aprieta con tensión inicial contra la citada pared del tubo de vacío y contra el sistema de tubos conductores de fluido. 2   Bajo el concepto de tubo de vacío se entiende un sistema de volumen alargado que en estado de funcionamiento se puede someter a depresión. Los tubos pueden ser en particular también con aristas o poligonales. Por el hecho de que está prevista una lámina que sea buena conductora del calor que transcurra con una sección de forma espiral que comunique la cámara de vacío exterior en la que están previstos en particular los medios colectores y concentradores de energía solar, con el sistema de tubos conductor de fluido, se describe una forma de realización sorprendentemente sencilla. Otras realizaciones ventajosas están caracterizadas en las reivindicaciones subordinadas. Breve descripción de los dibujos La invención se describe a continuación con mayor detalle a título de ejemplo haciendo referencia a los dibujos adjuntos sirviéndose de un ejemplo de realización. Allí muestran: la fig. 1 una sección a través de un intercambiador de calor según un ejemplo de realización de la invención, la fig. 2 una sección longitudinal a lo largo de la línea II-II de la fig. 1, la fig. 3 una representación esquemática de varios intercambiadores de calor según la invención, la fig. 4 una sección a través de un intercambiador de calor, que no es conforme a un ejemplo de realización de la invención, la fig. 5 una sección a través de un intercambiador de calor que no es conforme a un ejemplo de realización de la invención, y la fig. 6 una sección longitudinal parcial y una vista lateral del intercambiador de calor según la fig. 5. Descripción detallada de los ejemplos de realización La fig. 1 muestra una sección a través de un intercambiador de calor según un ejemplo de realización de la invención. El intercambiador de calor comprende un tubo de vacío que consta de dos tubos de vidrio 3 y 6, dispuestos uno dentro del otro, cuyos extremos pueden estar fundidos entre sí por uno de los lados igual que en una jarra termos. Los tubos de vidrio 3 y 6 están representados cada uno como círculos con un trazo doble. En el intersticio 4 entre los tubos de vidrio 3 y 6 que transcurren concéntricos entre sí existe permanentemente una depresión, siendo la presión ventajosamente en particular inferior a 0,1Pa o dicho de otra manera a 0,1 microbar. La depresión en el intersticio 4 impide especialmente que por ejemplo el calor absorbido del sol pueda volver a escapar hacia el exterior por convección. El colector solar se compone generalmente de una pluralidad de intercambiadores de calor dispuestos en paralelo y/o serie del distribuidor/colector 11 representado en la fig. 3 y el bastidor de soporte 15 con el reflector exterior (no representado en los dibujos). En el ejemplo de realización representado, el intercambiador de calor comprende un tubo de ida 7, un tubo de retorno 8 y una chapa conductora de calor 9 de forma espiral. La chapa conductora de calor 9 está firmemente unida con el tubo de retorno 8 en la zona 10, tal como se puede reconocer en la fig. 3. En el colector solar de orden N y la fig. 3, la chapa conductora de calor 9 se ve en una zona de fijación 10 sobre el tubo de retorno 8. El tubo de ida 7 con el volumen central 17 conducen un fluido portador del calor relativamente más frío. El tubo de retorno 8 que está comunicado de modo continuo con el colector/distribuidor 11 conducen fluido portador del calor calentado por el volumen 18 con sección de forma anular. El distribuidor/colector 11 distribuye y comunica varios ramales de tubos de ida 7 y de tubos de retorno 8 con las correspondientes chapas conductoras de calor 9 y tubos de vacío 3 y 6, de forma hidráulica según Tichelmann. Las variaciones principales de temperatura en los volúmenes de fluido 17 y 18, es decir más caliente por el exterior más frío por el interior y/o régimen de contracorriente también se pueden ajustar de modo invertido, es decir exterior más frío y/o régimen... [Seguir leyendo]

1. Intercambiador de calor con un tubo de vacío (4) de vidrio con una pared exterior (3; 6), con un tubo interior (7, 8) en el que se aloja un fluido (17, 18), en el que hay por lo menos un elemento conductor de calor (9) que comunica la citada pared exterior (6) del tubo de vacío (4) con el sistema de tubos (8) que conducen el fluido, donde en la citada pared (6), por el lado del tubo de vacío (4) alejado del elemento conductor del calor (9) está previsto un medio (5) para colectar y concentrar la energía solar, donde cada elemento conductor de calor aprieta respectivamente con tensión inicial contra la citada pared (6) del tubo de vacío (4) y contra el sistema de tubos (8) que conducen el fluido, siendo de metal tanto los elementos conductores de calor (9) como también el sistema de tubos (8) que conducen el fluido, caracterizado porque cada elemento conductor de calor (9) va fijado en el sistema de tubos (8) que conducen el fluido, transcurre en sección en forma de espiral y cubre al hacerlo un ángulo mínimo de 450º, visto en la dirección longitudinal del intercambiador de calor, mientras el elemento conductor de calor (9) situado bajo tensión inicial sujeta la pared exterior (8) del tubo interior que aloja el fluido, de modo concéntrico a la citada pared (6) del tubo de vacío (4). 2. Intercambiador de calor según la reivindicación 1, caracterizado porque cada elemento conductor del calor (9) cubre más de 720º, visto en la dirección longitudinal del intercambiador de calor. 3. Intercambiador de calor según la reivindicación 2, caracterizado porque sobre la pared exterior del sistema de tubos (8) que conducen el fluido asientan uno o dos elementos conductores del calor (9) con una separación angular (10) distanciada entre sí, cubriendo en particular un campo angular entre 350 y 359º, respective entre 90 y 179º. 4. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sistema de tubos que conducen el fluido (8) comprende un volumen exterior (18) y un volumen interior (17), que pueden trabajar especialmente en régimen de contracorriente. 5. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque por lo menos un elemento conductor del calor (9) está soldado a la pared exterior del sistema de tubos (8) que conducen el fluido. 6. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el volumen (19) existente entre la citada pared (6) del tubo de vacío (4) y la pared exterior del sistema de tubos (8) que conducen el fluido, está sometido a depresión. 7   8   9     11