Dispositivo para la absorción de radiación electromagnética.

Dispositivo para la absorción de radiación electromagnética, en particular radiación solar,

presentando el dispositivo (3) al menos un bolsillo de lámina (4) flexible que está dividido en cámaras (15) que están unidas con al menos una conducción de entrada (5) para la introducción de un medio de transporte de calor y al menos una conducción de salida (6) para la salida del medio de transporte de calor, caracterizado por que el dispositivo (3) entre al menos dos de las cámaras (15) y/o bolsillos de lámina (4) en el lado de la conducción de entrada presenta al menos un reductor de presión (21) que limita la presión del medio de transporte de calor.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/007226.

Solicitante: Kuffer, Roland.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Frühlingstrasse 23 85049 Ingolstadt ALEMANIA.

Inventor/es: KUFFER,ROLAND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24J2/20 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). › circulando el fluido energético entre dos placas.
  • F24J2/24 F24J 2/00 […] › circulando el fluido energético a través de los conductos tubulares absorbiendo el calor.
  • F24J2/36 F24J 2/00 […] › Unidades colectoras enrollables o plegables.
  • F24J2/50 F24J 2/00 […] › Cubiertas transparentes.
  • F24J2/51 F24J 2/00 […] › Aislamiento térmico (F24J 2/50 tiene prioridad).

PDF original: ES-2468340_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo para la absorciïn de radiaciïn electromagnïtica La invenciïn se refiere a un dispositivo para la absorciïn de radiaciïn electromagnïtica, en particular radiaciïn solar, de acuerdo con el preïmbulo de la reivindicaciïn 1.

Por el documento DE 32 24 688 A1 es conocido un colector solar genïrico que estï formado por lïminas de plïstico soldadas entre sï. Estas lïminas de plïstico estïn divididas en cïmaras por cordones de soldadura. A travïs de estas cïmaras puede fluir, a este respecto, un medio de transporte de calor en forma de agua. Con este fin, las cïmaras estïn unidas de forma comunicante con una entrada comïn y una salida comïn.

Este dispositivo conocido ha dado buen resultado para la formaciïn de colectores solares sobre tejados planos y se caracteriza, en particular, por una estructura econïmica. Sin embargo, una aplicaciïn de un colector solar de este tipo sobre tejados inclinados queda excluida, ya que en este caso se establece una estratificaciïn del medio de transporte de calor. A este respecto, en particular en la zona de las cïmaras inferiores se ajustan presiones que ya no se pueden dominar con esta tïcnica de lïminas. Con ello, este colector solar conocido posee solo un moderado espectro de aplicaciïn. Ademïs se plantea el problema fundamental de que este colector solar conocido habitualmente se hace funcionar en un circuito cerrado, de tal manera que durante el funcionamiento se pueden ajustar, incluso en caso de colectores colocados en plano, condiciones desfavorables de presiïn.

Por el documento DE 42 37 228 C2 es conocido un absorbedor para colectores solares que se caracteriza por una eficiencia energïtica particularmente elevada. Con este fin, el absorbedor en sï estï rodeado en el lado inferior y marginal por un material termoaislante. En el lado superior dirigido hacia el sol se encuentra un aislamiento bajo vacïo que estï terminado con una ventana. De este modo resulta alrededor del absorbedor un buen aislamiento tïrmico, de tal manera que este absorbedor puede generar, incluso en caso de aire ambiental frïo, tal como, por ejemplo, en invierno, elevadas temperaturas en el medio de transporte de calor. Sin embargo, una configuraciïn de este colector solar conocido en forma de lïminas de forma correspondiente al documento que se ha mencionado anteriormente queda descartada, ya que un aislamiento bajo vacïo con lïminas no es realizable a causa de la ausencia de rigidez de forma.

Por el documento DE 27 20 755 A1 es conocido otro colector solar que presenta un lïquido que absorbe radiaciïn como medio de transporte de calor. Esta medida ha de prevenir, en particular, problemas de sobrecalentamiento durante el funcionamiento de este colector solar.

Por el documento DE 88 10 095 U1 es conocido un dispositivo solar autïnomo para preparar agua caliente. El dispositivo estï compuesto de un colector de lïminas de pared delgada que estï unido a una conducciïn de agua industrial. Ya que el colector no puede resistir la presiïn en la conducciïn de agua industrial, entre la conducciïn de agua industrial y el colector estï previsto un reductor de presiïn. Sin embargo, este reductor de presiïn sirve exclusivamente para disminuir la presiïn de la conducciïn de agua y, por tanto, no puede limitar diferencias de presiïn en el interior del sistema de colector.

Por el documento US 3 859 980 A es conocido otro dispositivo para la absorciïn de radiaciïn solar. Este dispositivo presenta varios bolsillos de lïminas flexibles que estïn divididos en cïmaras. A travïs de una conducciïn de 45 entrada se introduce un medio de transporte de calor en estas cïmaras y se extrae a travïs de una conducciïn de salida despuïs del calentamiento por la radiaciïn solar. Ademïs se menciona un equipo de regulaciïn de presiïn sin desvelar su posiciïn y funciïn. La invenciïn se basa en el objetivo de crear un dispositivo del tipo que se ha mencionado al principio que ofrezca una aplicabilidad universal con una estructura econïmica.

Este objetivo se resuelve, de acuerdo con la invenciïn, con las caracterïsticas de la reivindicaciïn 1.

El dispositivo de acuerdo con la reivindicaciïn 1 sirve para la absorciïn de radiaciïn electromagnïtica, en particular rayos solares. El fin principal de uso de este dispositivo se encuentra en el campo de los colectores solares para la transformaciïn de luz solar en calor. Para diseïar el dispositivo de forma econïmica, presenta al menos un bolsillo 55 de lïmina flexible que estï dividido en cïmaras. A travïs de este bolsillo de lïmina, a este respecto, fluye un medio de transporte de calor. La estructura en forma de lïminas ofrece la ventaja de que el dispositivo se puede transportar de forma muy sencilla. En particular, este dispositivo se puede enrollar o plegar. Las lïminas se pueden producir de forma muy econïmica, ya que consumen solo poco material. Preferentemente, las lïminas estïn compuestas de un material polimïrico, pudiïndose emplear, ademïs de polïmeros puros, tambiïn polïmeros mixtos. En particular han dado buen resultado cloruro de polivinilo, polietileno y poliuretano. Para la formaciïn de los bolsillos de lïmina se puede doblar una lïmina. Como alternativa tambiïn se pueden soldar entre sï dos lïminas. Gracias a la divisiïn del bolsillo de lïmina en cïmaras se consigue un flujo uniforme a travïs del bolsillo de lïmina por el medio de transporte de calor y una mayor estabilidad del bolsillo de lïmina. Esto es importante para aprovechar de forma ïptima la luz solar. La divisiïn se puede realizar mediante cordones de soldadura y/o mediante puntos de soldadura separados. 65 Como medio de transporte de calor se emplea preferentemente un aceite de silicona que permanece en las condiciones de funcionamiento muy por debajo de su punto de ebulliciïn. De este modo se evitan de forma fiable aumentos de presiïn por efectos de ebulliciïn en el medio de transporte de calor. Para el suministro y la evacuaciïn del medio de transporte de calor, el bolsillo de lïmina presenta al menos una entrada y al menos una salida. Las mismas, a este respecto, se comunican con las cïmaras del bolsillo de lïmina.

Si se colocan los bolsillos de lïmina descritos sobre un tejado inclinado, resulta el problema fundamental de que en el interior del bolsillo de lïmina se ajustan diferentes relaciones de presiïn. En particular se ajusta, debido a la gravedad, en la zona del extremo inferior del tejido una presiïn sustancialmente mayor que en la zona de caballete, lo que conduce en la zona inferior a un considerable esfuerzo de presiïn y solicitaciïn del bolsillo de lïmina. Bïsicamente se podrïa abordar esta circunstancia al configurarse el bolsillo de lïmina correspondientemente con pared gruesa. Sin embargo, esta medida va en contra del planteamiento de objetivos. Ademïs, de este modo el bolsillo de lïmina se hace mïs rïgido a la flexiïn, lo que dificulta considerablemente su manejo.

Para resolver este problema se prevï de acuerdo con la invenciïn entre al menos dos de las cïmaras o bolsillos de lïmina en el lado de entrada al menos un reductor de presiïn que limita la presiïn del medio de transporte de calor 15 en la cïmara. Esta medida parece ir en contra del planteamiento de objetivos, ya que los reductores de presiïn representan un factor de costes bastante considerable. Por ejemplo, con una altura de tejado de 3 m y una presiïn mïxima del medio de transporte de calor de 2 kPa resultarïa una disposiciïn de al menos 14 reductores de presiïn que, en cuanto a los costes, en la instalaciïn total del colector solar tienen gran impacto. No obstante, a este respecto se tiene que tener en cuenta que los reductores de presiïn se necesitan solo una vez para cada secciïn en altura del colector solar, ya que en una cïmara que se extiende horizontalmente a lo largo de toda la longitud del tejado no se pueden generar diferencias de presiïn causadas por la gravedad. Ademïs, los reductores de presiïn se pueden estructurar de forma muy sencilla, ya que en esencia se pretende un transporte sin presiïn del medio de transporte de calor a travïs del dispositivo.

Para evitar que entre las cïmaras, como consecuencia de la uniïn del lado de salida comunicante, se generen presiones, de acuerdo con la reivindicaciïn 2 es ventajoso que entre al menos dos cïmaras o bolsillos de lïmina estï previsto en el lado de salida al menos un diodo de fluido o al menos un reductor de presiïn. Un diodo de fluido posee una reducida resistencia al flujo en la direcciïn preferente, pero una gran resistencia al flujo en la direcciïn opuesta. De este modo se evita que la salida de una cïmara que se encuentra a mayor altura pueda presionar al

medio de transporte de calor en el lado de salida... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para la absorciïn de radiaciïn electromagnïtica, en particular radiaciïn solar, presentando el dispositivo (3) al menos un bolsillo de lïmina (4) flexible que estï dividido en cïmaras (15) que estïn unidas con al

menos una conducciïn de entrada (5) para la introducciïn de un medio de transporte de calor y al menos una conducciïn de salida (6) para la salida del medio de transporte de calor, caracterizado por que el dispositivo (3) entre al menos dos de las cïmaras (15) y/o bolsillos de lïmina (4) en el lado de la conducciïn de entrada presenta al menos un reductor de presiïn (21) que limita la presiïn del medio de transporte de calor.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado por que entre al menos dos de las cïmaras (15) y/o bolsillos de lïmina (4) en el lado de salida estï previsto al menos un diodo de fluido y/o al menos un reductor de presiïn (21) .

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicaciïn 1 o 2, caracterizado por que el reductor de presiïn (21) estï formado 15 por un tramo de conducciïn en el que estï introducida una espuma y/o un material de fibras (28) .

4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicaciïn 1 o 2, caracterizado por que el reductor de presiïn (21) estï formado por una cïmara de goteo (30) .

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicaciïn 1 o 2, caracterizado por que el reductor de presiïn (21) estï formado por un tramo de conducciïn con travesaïos que tienen un recorrido transversal con respecto a la direcciïn del flujo.

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicaciïn 1 o 2, caracterizado por que el reductor de presiïn (21) estï formado por un meandro. 25

7. Dispositivo de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el bolsillo de lïmina (4) estï cubierto, al menos en el lado inferior, con al menos un aislador tïrmico (17) .

8. Dispositivo de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el bolsillo de lïmina 30 (4) estï cubierto, al menos en el lado superior, con al menos un aislador tïrmico (17) transparente.

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicaciïn 7 u 8, caracterizado por que el aislador tïrmico (17) estï rodeado por una lïmina de protecciïn (9) .

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicaciïn 9, caracterizado por que la lïmina de protecciïn (18) estï llena de gas.

11. Dispositivo de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el bolsillo de lïmina (4) estï dividido mediante cordones de soldadura de separaciïn (14) en cïmaras (15) y/o tramos de 40 conducciïn.

12. Dispositivo de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el medio de transporte de calor absorbe radiaciïn.

13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicaciïn 12, caracterizado por que el medio de transporte de calor presenta una absorciïn de radiaciïn dependiente de la temperatura, disminuyendo su absorciïn con temperatura creciente.

14. Dispositivo de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que el bolsillo de lïmina (4) y/o la lïmina de protecciïn (18) estïn preparados de forma resistente a UV y/o resistente a mordida. 50

15. Dispositivo de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que el bolsillo de lïmina (4) y/o la lïmina de protecciïn (18) presenta al menos una celda fotovoltaica de material semiconductor.

16. Dispositivo de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por que en la conducciïn

de entrada (5) y/o salida (6) para influir en la circulaciïn del medio de transporte de calor estï prevista al menos una vïlvula y/o al menos una bomba de circulaciïn (7) que, preferentemente, se encuentra en uniïn eficaz con al menos un sensor (32, 33) .

17. Dispositivo de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por que el dispositivo (3) 60 estï adherido a un fondo (2) .


 

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