Dispositivo para la interconexión de circuitos hidráulicos que permite el flujo bidireccional de fluidos a través de un paso principal (50) y un canal (51) que comprende:

un primer (20) y un segundo (30) cuerpo de válvula, adaptados para conectarse entre sí, comprendiendo dicho primer cuerpo de válvula: un primer elemento de acoplamiento (21) para las conexiones con tuberías externas; al menos una junta del tipo tórico (22) asociada con dicho primer elemento de acoplamiento (21); un obturador (23) provisto con vástago, muelle (23a), trípode de soporte y elementos de sellado relacionados (24); un primer elemento de conexión hueco (25) adaptado para conectarse con dicho primer elemento de acoplamiento (21); un segundo elemento de conexión hueco (27); comprendiendo dicho segundo cuerpo de válvula (30): un segundo elemento de acoplamiento (31) para las conexiones con tuberías externas y medios de sellado relacionados (32); un obturador (33) provisto con muelle (33a), trípode de soporte y elementos de sellado relacionados (34); un tercer elemento de conexión hueco (35) adaptado para conectarse con dicho segundo elemento de acoplamiento (31) y con dicho segundo elemento de conexión hueco (27) caracterizado por que dicho primer elemento de conexión hueco (25) y dicho tercer elemento de conexión hueco (35) comprenden adicionalmente aberturas de paso (41, 42), que llevan a cabo dicho canal (51), adaptado para permitir el flujo de fluidos en paralelo con el paso principal (50)

Campo de la invención

La presente invención se relaciona con el campo del control y mejora de edificios y en particular en el campo del empleo de la energía solar para el calentamiento de fluidos con transferencia de calor entre el entorno exterior y el edificio.

Estado de la técnica

En el campo de la energía solar, son bien conocidos los sistemas para la producción de agua caliente, denominados comúnmente como paneles solares térmicos. Este sistema se adapta para recoger y transferir la energía térmica desde dichos paneles a medios de almacenamiento de la energía y/o a los usuarios a través de dos tuberías que transfieren un fluido adecuado que transporta dicha energía.

Se emplea un sistema análogo para la transferencia de fluidos de refrigeración de paneles electro solares requerida para maximizar la eficiencia del panel que es inversamente proporcional a la temperatura de las células electro generadoras.

Las soluciones estándar que emplean paneles planos se caracterizan por un gradiente de temperatura limitado del fluido que suministra el calor, temperatura que puede alcanzar hasta 80ºC. Estas soluciones encuentran una aplicación ventajosa en muchas casas unifamiliares.

Otras soluciones emplean paneles absorbentes bajo vacío, caracterizados por un alto gradiente de temperatura del fluido que suministra la temperatura de calefacción que puede alcanzar hasta 200ºC. Estas soluciones encuentran una aplicación ventajosa en sistemas de grandes dimensiones, por ejemplo edificios provistos con dispositivos adecuados de transferencia de calor aislados térmicamente que comprenden intercambiadores de calor de alto rendimiento. En este caso, el sistema de paneles solares está integrado en la gestión de energía del edificio como uno de los subsistemas que es parte del sistema de gestión integrada del edificio.

La necesidad de transferir elevadas cantidades de calor en tuberías de pequeño diámetro, que tengan bajas pérdidas de calor entre los calentadores y los usuarios, requiere el uso de un fluido adecuado que aproveche el calor de vaporización en el punto de captura de la energía y libere el calor mediante la condensación del vapor en el punto de suministro del calor.

Los sistemas más avanzados emplean una tubería de calor que es un componente sellado de tubería única que comprende: la sección de vaporización, la sección de transferencia de calor y la sección de condensación que permite al líquido condensado retroceder hacia el área de calefacción a contracorriente con respecto al vapor.

Dichas tuberías de calor aportan otra gran ventaja que es la elevada velocidad de transferencia entre el punto de vaporización y el punto de condensación. Una tubería de calor estándar está caracterizada por tiempos de transferencia de calor hasta 1000 veces más cortos que los conseguidos mediante la conducción en una barra de cobre que tenga el mismo diámetro. En una tubería de calor el tiempo de transferencia del vapor entre el punto de evaporación y el punto de condensación es extremadamente corto y la temperatura del vapor permanece prácticamente constante minimizando por ello las pérdidas de energía.

Por otra parte, la tubería de calor no requiere un sistema de bombeo independiente para suministrar fluidos de vapor y fluidos condensados cuando la instalación se diseña para explotar la gravedad para este propósito.

La elección del fluido contenido en una única tubería de calor y el valor de la presión de llenado dependen de la temperatura de ebullición y de la temperatura de condensación requerida para la aplicación específica; en caso de paneles solares para edificios se utiliza agua junto con productos químicos adecuados para reducir la presión en el interior de la tubería: la presión en el interior de la tubería cuando no hay vapor presente, es decir cuando la temperatura es más baja que la temperatura de vaporización, es más baja que la presión ambiente.

Las tuberías de calor flexibles son bien conocidas para instalaciones en sistemas de transferencia de calor para edificios. Es obligatorio que dichas tuberías de calor estén perfectamente selladas y que no tengan fugas para tener una presión de trabajo interna constante y por ello una temperatura de trabajo optimizada. El ensayo de dichas tuberías de calor evalúa su sellado en condiciones de funcionamiento límites para garantizar una vida operativa de al menos 10 años. Estos procedimientos han de ser realizados durante la producción y son normalmente caros, gastan tiempo y tienen dificultad para normalizarse dado que los componentes a ser ensayados tienen diferentes longitudes y dimensiones de acuerdo con los requisitos de instalación del edificio.

Para superar tales dificultades, se emplean comúnmente las siguientes soluciones: En la primera, ampliamente adoptada en pequeños edificios, cada colector de calor y conjunto relacionado se confina y empaqueta en una única estructura que intercambia agua sólo con la red de tuberías de la red de agua del edificio a través de dos tuberías estándar, una para la entrada de agua fría al subsistema solar, una para la salida de agua caliente al edificio. La segunda solución consiste en una tubería de calor extendida hasta la red de tuberías del edificio y hace uso de una tubería única estándar de tubería de calor entre el panel solar externo y el edificio. Esta solución incorpora los inconvenientes de un alto nivel de complejidad porque el sistema necesita estar sellado durante la fase de producción y la necesidad del interconectar componentes estándar (panel solar externo, intercambiador de calor interno) con tuberías de calor de diferentes longitudes de acuerdo con los requisitos del edificio.

Con relación a los conectores de tuberías disponibles en la técnica, la solicitud de Patente de Estados Unidos US2004/0238048 describe un acoplador hembra y uno macho de un acoplamiento de tuberías fácil de montar y que tiene una resistencia de paso minimizada. El acoplador hembra incluye un cuerpo de acoplador hembra cilíndrico adaptado para recibir el acoplador macho desde una abertura del extremo frontal del mismo. La solicitud de Patente Europea EP0013544 describe un acoplamiento de manguito roscado que comprende dos medias juntas que se pueden roscar en el extremo de las tuberías y entre sí en una forma sellada para agua, comprendiendo cada una, dentro del interior hueco, una válvula de sellado comprimida por un muelle con una cabeza de solape, de modo que las dos cabezas se hayan de empujar hacia atrás durante el roscado, abriendo el paso para el fluido en las dos tuberías.

Alcance de la invención

El alcance de la presente invención es introducir una solución nueva y más eficiente al problema técnico de producir tuberías de calor de diferente longitud provistas con conectores sellados a prueba de fugas para realizar una instalación de paneles solares externos estándar e intercambiadores de calor estándar.

La presente invención introduce una tubería de calor provista con conectores adecuados que comprenden dos elementos adaptados para acoplarse en una forma a prueba de fugas de gas y para trabajar incluso en condiciones de presión interna que sea mucho menor que la presión ambiente.

Los componentes estándar como el panel solar externo y el intercambiador de calor interno están provistos, de acuerdo con la presente invención, con un elemento de dicho conector a prueba de fugas. Los componentes no estándar como tuberías de conexión de diferente longitud, están provistas con un elemento de dicho conector a prueba de fugas en cada extremo. Cada sección de la tubería está así a prueba de fugas y dichos conectores permiten la inserción sin pérdida en la tubería no estándar entre dos elementos estándar en una forma que restaure la eficiencia original global de la tubería de calor.

El dispositivo, de acuerdo con la presente invención, permite la producción de paneles solares externos e intercambiadores de calor internos sin ninguna característica no estándar reduciendo de ese modo los costes y tiempos de producción.

Adicionalmente, el dispositivo de acuerdo con la presente invención, permite la producción de tuberías en una forma estándar dado que cada longitud de tubería posible se realiza en dos fases estándar: el corte de dicha tubería de acuerdo con la longitud requerida y el ensamblado de dichas tuberías con el conector de acuerdo con la presente invención.

El dispositivo de acuerdo con... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la interconexión de circuitos hidráulicos que permite el flujo bidireccional de fluidos a través de un paso principal (50) y un canal (51) que comprende: un primer (20) y un segundo (30) cuerpo de válvula, adaptados para conectarse entre sí, comprendiendo dicho primer cuerpo de válvula: un primer elemento de acoplamiento (21) para las conexiones con tuberías externas; al menos una junta del tipo tórico (22) asociada con dicho primer elemento de acoplamiento (21); un obturador (23) provisto con vástago, muelle (23a), trípode de soporte y elementos de sellado relacionados (24); un primer elemento de conexión hueco (25) adaptado para conectarse con dicho primer elemento de acoplamiento (21); un segundo elemento de conexión hueco (27); comprendiendo dicho segundo cuerpo de válvula (30): un segundo elemento de acoplamiento (31) para las conexiones con tuberías externas y medios de sellado relacionados (32); un obturador (33) provisto con muelle (33a), trípode de soporte y elementos de sellado relacionados (34); un tercer elemento de conexión hueco (35) adaptado para conectarse con dicho segundo elemento de acoplamiento (31) y con dicho segundo elemento de conexión hueco (27) caracterizado por que dicho primer elemento de conexión hueco (25) y dicho tercer elemento de conexión hueco (35) comprenden adicionalmente aberturas de paso (41, 42), que llevan a cabo dicho canal (51), adaptado para permitir el flujo de fluidos en paralelo con el paso principal (50).

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que dichos elementos de sellado (24, 34) relacionados con dichos obturadores (23, 33) y dichos elementos de sellado (32) relacionados con dicho elemento de acoplamiento (31) comprenden una junta del tipo tórico.

3. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 – 2 caracterizado por que dicho primer elemento de acoplamiento (21) y dicho segundo elemento de acoplamiento (31) comprenden una sección anular sobresaliente (21b, 31b) con forma similar a una tuerca.

4. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 – 3 caracterizado por que dicho segundo elemento de conexión hueco (27) comprende un cerco anular sobresaliente (27c) con forma similar a una tuerca.

5. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 – 4 caracterizado por que dicho primer elemento de acoplamiento (21) comprende adicionalmente una rosca externa (21a) y dicho primer elemento de conexión hueco

(25) comprende una rosca interna (25a) adaptada para acoplarse con dicha rosca externa (21a) de dicho primer elemento de acoplamiento (21).

6. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 – 5 caracterizado por que dicho segundo elemento de conexión hueco (27) comprende además una rosca interna (27a), dicho segundo elemento de acoplamiento (31) comprende una rosca externa (31a) y dicho tercer elemento de conexión hueco (35) comprende una rosca interna (35a) adaptada para acoplarse con dicha rosca externa (31a) de dicho segundo elemento acoplamiento (31) y una rosca externa (35b) adaptada para acoplarse con dicha rosca interna (27a) de dicho segundo elemento de conexión hueco (27).

7. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 – 6 caracterizado por que dichos obturadores (23, 33) son de tipo cónico.

8. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 2 – 7 caracterizado por que dicho primer elemento de conexión hueco (25) comprende además: una ranura cónica (25b) adaptada para acoplarse con dicha junta de tipo tórico (24) asociada con dicho obturador cónico (23); dos superficies planas (28, 29) adaptadas para mantener la alineación de dicho tercer elemento de conexión hueco (35) y un reborde (26) adaptado para acoplarse con dicho segundo elemento de conexión hueco (27).

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8 caracterizado por que dicho segundo elemento de conexión hueco

(27) comprende además al menos una superficie plana (27b) adaptada para mantener dicho primer elemento hueco

(25) con dicho reborde (26).

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado por que dicha al menos una superficie plana (27b) es de forma circular.

11. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 2 –10 caracterizado por que dicho tercer elemento de conexión hueco (35) comprende además una ranura cónica (35c) adaptada para acoplarse con dicha junta de tipo tórico (34) asociada con dicho obturador cónico (33), una sección anular sobresaliente (35d) y dos superficies planas (37, 38) adaptadas para mantener la alineación entre dicho primer (25) y dicho tercer elemento de conexión hueco (35) durante la fase de conexión.

12. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 –11 caracterizado por que dicho tercer elemento de conexión hueco (35) comprende además una junta de tipo tórico (36) montada sobre su sección terminal.

13. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 –12 caracterizado por que dichas aberturas de paso (41, 42)

5 corresponden a ranuras (47, 48) de dicho primer elemento de conexión hueco (25) y dicho tercer elemento de conexión hueco (35).

14. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 13 caracterizado por que dichas aberturas de paso (41, 42) tienen la forma de taladros circulares (43, 44) o de ranuras (45, 46).

15. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 –14 caracterizado por que dicho primer cuerpo de válvula

(20) es del tipo “F” —conector hembra— y dicho segundo cuerpo de válvula (30) es del tipo “M” —conector macho—.