PANEL DE CUBIERTA CAPTADOR DE ENERGIA SOLAR.

Panel de cubierta captador de energía solar, compuesto por una lámina externa de naturaleza metálica,

una capa interna (2) de material aislante y un circuito de conductos metálicos (3) dispuesto entre la capa interna de material aislante y la lámina externa metálica, en contacto con la misma. La lámina externa metálica dispone por su superficie exterior vista de un recubrimiento (7) selectivo a la radiación solar. Los tubos metálicos (3) quedan recubiertos o embebidos por una masa (8) a base de un material acumulador de calor.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031013.

Solicitante: CUPA INNOVACION, S.L.U..

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: FERNANDEZ FERNANDEZ,JAVIER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24J2/04 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24J PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN OTROS LUGARES (sustancias a este efecto C09K 5/00; motores u otros mecanismos para producir una potencia mecánica a partir del calor, véanse las clases apropiadas, p. ej. F03G para utilización del calor natural). › F24J 2/00 Utilización del calor solar, p. ej. colectores de calor solar (destilación o evaporación del agua utilizando calor solar C02F 1/14; aspectos de la cubierta del tejado relativos a los dispositivos colectores de energía E04D 13/18; dispositivos que producen una potencia mecánica a partir de energía solar F03G 6/00; dispositivos semiconductores especialmente adaptados para convertir la energía solar en energía eléctrica H01L 31/00; células fotovoltaicas [FV] que incluyen medios directamente asociados con la célula FV para utilizar energía calorífica H01L 31/0525; módulos FV que incluyen medios asociados con el módulo FV para utilizar la energía calorífica H02S 40/44). › Colectores de calor solar con el fluido energético circulando a través del colector.
  • F24J2/26 F24J 2/00 […] › teniendo las superficies ampliadas, p. ej. con protuberancias (F24J 2/28 tiene prioridad).
  • F24J2/34 F24J 2/00 […] › teniendo masas de acumulación de calor.
  • F24J2/48 F24J 2/00 […] › caracterizados por el material absorbente.
  • F24J2/51 F24J 2/00 […] › Aislamiento térmico (F24J 2/50 tiene prioridad).

Fragmento de la descripción:

Panel de cubierta captador de energía solar.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un panel de cubierta captador de energía solar, destinado a la formación de cubiertas de edificaciones y constituido de modo que actúe como medio captador y almacenador de energía solar.

Mas concretamente, el panel de la invención es del tipo constituidos por una lámina externa de naturaleza metálica, una capa interna de material térmicamente aislante, y un circuito a base de conductos metálicos a través de los que circulará un fluido a calentar, cuyo circuito va dispuesto entre la capa interna de material aislante y la lámina externa metálica, en contacto con la misma. Antecedentes de la invención Ya son conocidos paneles de absorción solar para la formación de cubiertas, concebidos como medio de ahorro de energía.

Por la US 2006/0277846 es conocida una cubierta compuesta por una lámina externa de cubrición de naturaleza metálica, una capa interna de naturaleza aislante, una estructura que soporta la capa de material aislante y tubos que constituyen medios para transportar la energía térmica captada, que están en contacto con la lámina externa metálica. La capacidad de captación de esta cubierta viene dada por el calentamiento de la lámina externa y la correspondiente transmisión térmica a los conductos metálicos, por su contacto con dicha lámina externa. Al estar la lámina externa de naturaleza metálica en contacto con el medio ambiente, sufrirá una pérdida por radiación del calor captado. Por otro lado, el calor transmitido a los tubos, a través de los que circulará el fluido que va a transportar el calor captado, es solo consecuencia del contacto directo entre tubos y lámina externa.

Por la US 4201193 es conocida una estructura de cubierta que comprende una base de soporte, una capa de

material aislante, y una lámina metálica que conforma

conductos a través de los que circulará el fluido que va a

transportar el calor captado. La lámina metálica puede ir

exteriormente recubierta por una capa impermeable, a base de

5 un material absorbedor de calor. Con esta constitución se

mejora la transmisión térmica hacia el fluido que va a

transportar el calor captado, al estar los conductos formados

sobre la misma lámina metálica, y se mejora la

impermeabilización de la cubierta a base de un material que

10 además actúa como absorbedor de calor. Esta constitución no

impide sin embargo la pérdida de calor por radiación al medio

ambiente, desde la capa impermeable externa, y tampoco

asegura el máximo aprovechamiento de la sección total de los

tubos en el calentamiento del fluido que circula a través de

15 los mismos.

Por la US 2006/0070621 es conocido un panel para

la formación de cubiertas, constituido por una lámina externa

metálica, una estructura de tubos capilares y una capa

interna de material aislante. La capa de material aislante se

2 O fij a a la lámina metálica mediante un adhesivo en el que

quedan al menos parcialmente embebidos los tubos. Esta

constitución aumenta la capacidad de calentamiento del fluido

que circula a través de los mismos, pero la formación de la

estructura capilar supone un considerable encarecimiento del

25 panel y además, al igual que en los casos anteriores, existe

el riesgo de pérdida de calor desde la lámina externa

metálica y también la transmisión térmica entre dicha lámina

externa y la estructura capilar esta limitada por la

superficie de contacto entre ambos componentes.

30 Descripción de la invención

La presente invención tiene por objeto un panel de

cubierta captador de energía solar constituido de modo que

permita aumentar considerablemente su capacidad de

calentamiento del fluido que transmitirá el calor captado y,

35 con ello, su rendimiento térmico.

Este aumento de rendimiento se logra en el panel

de la invención, por un lado impidiendo o reduciendo la

pérdida de calor por radiación desde la capa externa de

naturaleza metálica, y por otro, aumentando la capacidad de

5 transmisión térmica desde la lámina externa metálica hacia

los tubos, a través de los que circulará el fluido a

calentar.

El primer obj etivo se cumple, en el panel de la

invención, porque la lámina externa dispone sobre su

10 superficie exterior vista de un recubrimiento selectivo a la

radiación solar, capaz de aumentar la capacidad de captación

de energía calorífica de dicha lámina externa. Este

recubrimiento selectivo a la radiación solar esta compuesto a

base de una pátina transparente, térmicamente aislante y

15 resistente a temperaturas de hasta 200°C.

Con esta constitución se asegura el calentamiento

de la lámina externa de naturaleza metálica, ya que la pátina

que recubre la superficie externa permite el paso de la

radiación solar hacia la superficie absorbedora de naturaleza

2 O metálica, sin modificar la apariencia externa de la misma.

Por otro lado, debido a su naturaleza aislante, una vez que

la radiación ha llegado a la lámina de naturaleza metálica,

se eliminan o reducen las pérdidas de calor por radiación

hacia el medio ambiente. Las características aislantes de la

25 pátina, por ejemplo con una conductividad térmica comprendida

entre 0, 015 Y 0, 017 W/mK, impiden que el flujo de calor se

dirija hacia el exterior, con lo que aumentará la cantidad de

energía cedida al sistema acumulador, constituido por los

tubos a través de los que circulará el fluido a calentar. La

30 aplicación de esta pátina sobre la superficie externa de la

lámina metálica puede llevarse a cabo a través de sistemas

convencionales, por ejemplo mediante pistola o por cualquier

otro procedimiento. Además la pátina transparente será

resistente a la corrosión, de modo que servirá como medio de

35 protección de la superficie externa de la lámina metálica.

Una ventaja más se deriva del hecho de que la pátina aplicada es de naturaleza impermeable, de modo que impedirá el paso de agua y con ello la corrosión de la lámina externa metálica.

El segundo objetivo antes comentado se consigue en el panel de la invención porque los tubos metálicos van exteriormente recubiertos, al menos en parte de la superficie libre del contacto con la lámina externa metálica, por una masa a base de un material acumulador de calor, el cual queda a su vez cubierto y protegido por la capa de naturaleza aislante. Esta masa que recubre los tubos metálicos queda en contacto con la lámina externa metálica, aumentando de este modo la capacidad de transmisión térmica entre dicha lámina externa metálica y los tubos a través de los que circulará el fluido a calentar.

La masa de recubrimiento de los tubos puede estar compuesta a base de sustancias que cuenten con las siguientes

características: calor específico comprendido entre 750 y

1000 J/kgOC; difusividad térmica comprendida entre 0, 2 y 0, 21

(m2 / s) (x10-6 ) ; conductividad comprendida entre 0, 7 Y 1, 8

W/moC, capacidad calorífica comprendida entre 1, 9 y 2, 1 MJ/m3 oC; y densidad comprendida entre 2000-28000 Kg/m3 • Dentro de este grupo de materiales se encuentra la mayor parte de los asfaltos, morteros y hormigones. Preferentemente puede utilizarse como material para el recubrimiento de los tubos sustancias con las características descritas en la solicitud de patente española 200930486 de los mismos solicitantes.

Con la constitución descrita se consigue un panel de constitución sencilla que es capaz de aumentar la capacidad de captación de energía solar, almacenarla y transmitirla al fluido a calentar.

Por otro lado, el panel de la invención, por su constitución, no requiere de piezas especiales de protección, sino que permite ofrecer el acabado metálico tradicional de las cubiertas metálicas.

Por otro lado, el panel de la invención, por su

constitución, permite una instalación rápida y sin riesgos de

fugas del líquido calefactor.

El material que recubre los tubos constituye una

matriz de baja difusividad y bajo calor específico, que queda

5 en contacto con la lámina externa metálica, encargada de la

captación de la energía solar, y con el circuito de tubos de

carácter metálico, para aumentar la transmisión térmica entre

la lámina exterior metálica y dichos tubos.

En cada panel los tubos pueden incluir tramos

10 rectos paralelos que van consecutivamente conectados por sus

desembocaduras adyacentes, determinando un circuito que queda

abierto por la desembocadura...

 


Reivindicaciones:

1. -Panel de cubierta captador de energía solar, compuesto por una lámina externa de naturaleza metálica, una capa interna de material térmicamente aislante, y un circuito de conductos metálicos dispuesto entre la capa interna de material aislante y la lámina externa metálica, en contacto con la misma, caracterizado porque la lámina externa dispone sobre su superficie exterior vista de un recubrimiento selectivo a la radiación solar, capaz de aumentar la capacidad de captación de energía calorífica de dicha lámina externa; y porque los tubos metálicos van exteriormente recubiertos, al menos en parte de la superficie libre del contacto con la lámina externa metálica, por una masa a base de un material acumulador de calor, el cual queda a su vez cubierto por la capa de material aislante; cuyo recubrimiento selectivo a la radiación solar esta compuesto a base de una pátina transparente, térmicamente aislante resistente a temperaturas de hasta y cuya masa de material acumulador de calor esta constituido por un material con calor específico comprendido entre 750 y 1000 difusividad térmica comprendida entre 0, 2 y 0, 21 (m2/s) (x106) ; conductividad comprendida entre 0, 7 Y 1, 8 W/moC, capacidad calorífica comprendida entre 1, 9 y 2, 1 MJ/m3 oC; y densidad comprendida entre 2000-28000 Kg/m3

2. Panel según la reivindicación 1, caracterizado porque la lámina externa metálica se prolonga, respecto de dos de los cantos opuestos de la capa interna térmicamente aislante, en sendas solapas longitudinales, superponiéndose y acoplables entre sí en paneles consecutivos mediante engatillado.


 

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