Instalación de colector termosifónico.

La invención se refiere a una instalación de colector termosifónico para generar y proporcionar calor solar.

La invención tiene el objetivo de proporcionar una instalación de colector termosifónico para generar y proporcionar calor solar, que permita una unión económica y fácil de montar de los componentes empleados favoreciendo al mismo tiempo los requisitos técnicos de la circulación del fluido portador de calor. Según la invención, el objetivo se consigue con una instalación de colector termosifónico según la reivindicación 1 así como de las reivindicaciones dependientes.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201431735.

Solicitante: ROBERT BOSCH GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: POSTFACH 30 02 20 70442 STUTTGART ALEMANIA.

Inventor/es: WEIGT,Cristoph, MATEUS,Tiago.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24J2/26 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). › teniendo las superficies ampliadas, p. ej. con protuberancias (F24J 2/28 tiene prioridad).
Instalación de colector termosifónico.

Fragmento de la descripción:

Instalación de colector termosifónico

La invención se refiere a una instalación de colector termosifónico para generar y proporcionar calor solar según el preámbulo de la reivindicación 1.

Estado de la técnica

Son conocidas las instalaciones de colector termosifónico para generar y proporcionar calor solar, comprendiendo la instalación de colector termosifónico al menos un colector solar con un absorbedor solar y un sistema de tuberías de absorbedor, unido fijamente al absorbedor. El absorbedor, generalmente una o varias chapas metálicas delgadas de cobre o aluminio, recibe y absorbe radiación solar y la transforma en calor. El calor es absorbido por un fluido portador de calor que circula por el sistema de tuberías de absorbedor termoconductivo, unido al absorbedor, y lo proporciona para ser utilizado. El colector solar puede comprender además una tubería de distribución unida fluídicamente al sistema de tuberías de absorbedor y una tubería de acumulación unida fluídicamente al sistema de tuberías de absorbedor, en cuyo caso la tubería de distribución conduce el fluido portador de calor frío, que entra en el colector desde una tubería de retorno, al sistema de tuberías de absorbedor y lo distribuye por el sistema de tuberías de absorbedor, y la tubería de acumulación acumula el fluido portador de calor calentado que sale del sistema de tuberías de absorbedor y lo evacua del colector a un tubería de avance. Las instalaciones de colector termosifónico trabajan típicamente según el principio de la fuerza gravitacional. Para la circulación del fluido portador de calor se aprovechan las diferencias de densidad a diferentes temperaturas (convección natural sin bomba de circulación). Para oponer a la convección natural las menores resistencias de circulación posible, en el caso de una colocación adecuada, es decir lista para el funcionamiento, de la instalación de colector termosifónico (esto es una colocación vertical o al menos oblicua vertical del colector con ángulos de colocación superiores a 0° e inferiores a 90° con respecto a la horizontal), la tubería de distribución preconectada al sistema de tuberías de absorbedor corriente arriba se dispone en una zona del colector situada geodésicamente abajo, mientras que la tubería de acumulación postconectada al sistema de tuberías de absorbedor corriente abajo está dispuesta en una zona del colector situada geodésicamente arriba. Por lo tanto, la tubería de retorno se tiende como unión suelta por tubería flexible desde el depósito de almacenamiento hasta su conexión a la zona inferior del colector hasta la tubería de distribución, mientras que la tubería de avance está conectada a la tubería de acumulación

en la zona superior, opuesta, del colector. Si la instalación de colector termosifónico debe comprender varios colectores solares, resulta muy complicada la unión fluídica.

Exposición de la invención

La invención tiene el objetivo de proporcionar una instalación de colector termosifónico para generar y proporcionar calor solar, que permita una unión económica y fácil de montar tanto de un solo colector solar como de dos o varios colectores solares, y que además favorezca los requisitos técnicos de circulación del fluido portador de calor y se pueda diseñar también de forma estéticamente atractiva.

El objetivo se consigue mediante una instalación de colector termosifónico según la reivindicación 1. Algunas formas de realización ventajosas se indican en las reivindicaciones dependientes.

La instalación de colector termosifónico según la invención sirve para generar y proporcionar calor solar. Para ello, comprende al menos un colector solar que por cada colector presenta una tubería de distribución interna de colector y una tubería de acumulación interna de colector para la conexión fluídica a un sistema de tuberías de absorbedor termoconductivo, interno de colector. El sistema de tuberías de absorbedor está unido fijamente a un absorbedor solar interno del colector y puede presentar por ejemplo una llamada "estructura de arpa", es decir, comprender varias tuberías individuales de absorbedor dispuestas paralelamente que respectivamente por un extremo desemboquen fluídicamente en la tubería de distribución y que respectivamente por su otro extremo desemboquen fluídicamente en la tubería de acumulación. El diámetro interior de la tubería de distribución y de la tubería de acumulación es como mínimo igual de grande o sensiblemente más grande que el diámetro interior de las tuberías individuales de absorbedor. Un fluido portador de calor circula por la tubería de distribución y se distribuye mediante la tubería de distribución por el sistema de tuberías de absorbedor unido fijamente al absorbedor interno de colector y después de circular por el sistema de tuberías de absorbedor se acumula en la tubería de acumulación. El sistema de tuberías de absorbedor absorbe calor desde el absorbedor y lo evacua mediante el fluido portador de calor que circula por el sistema de tuberías de absorbedor. En el caso de una colocación adecuada de la instalación de colector termosifónico, la tubería de distribución está dispuesta en una zona del colector situada geodésicamente abajo y la tubería de acumulación está dispuesta en una zona del colector situada geodésicamente arriba.

Según la invención, la instalación de colector termosifónico se caracteriza por un primer

colector solar, cuya tubería de distribución está unida por su primer extremo de tubería, mediante una tubería de unión dispuesta en el interior del colector, a una conexión de retorno, dispuesta en el lado transversal superior del colector, para una unión fluídica hacia una tubería de retorno. Además, la tubería de distribución está unida, por su segundo extremo de tubería opuesto al primer extremo de tubería, a una conexión de distribución cerrable, dispuesta en un lado longitudinal, contiguo al lado transversal superior, del colector solar, para una unión fluídica opcional hacia la primera conexión de distribución de un segundo colector solar opcional. Además, la tubería de acumulación está unida a una conexión de acumulación, dispuesta en el lado longitudinal, contiguo al lado transversal superior, del colector solar para una unión fluídica hacia una tubería de avance o hacia una primera conexión de acumulación del segundo colector solar opcional.

La tubería de avance y la tubería de retorno sirven para la unión fluídica de la instalación de colector termosifónico con un consumidor de calor o con un almacén de calor (que comprende un depósito de almacenamiento). La tubería de unión se extiende entre la conexión de retorno superior y la tubería de distribución inferior en el interior del colector. Por esta integración en el interior del colector, la tubería de unión queda en gran medida invisible para un observador y no perturba la percepción estética del observador. Esta integración resulta ventajosa también por razones de circulación y energéticas, porque una vía de circulación definida tan claramente se puede concebir de forma óptima tanto con vistas a las resistencias de circulación como con vistas a las pérdidas de calor, lo que no se da en una tubería de retorno o tubería de avance formada por una unión suelta por tubo flexible entre el depósito de almacenamiento y la conexión de retorno o la conexión de acumulación según el estado de la técnica.

Conforme a la disposición de la tubería de distribución se recomienda disponer también la conexión de distribución en la zona inferior del colector solar, de tal forma que la tubería de distribución se pueda tender de forma recta, sin acodamientos, hasta la conexión de distribución. Por lo tanto, la tubería de distribución puede ser un tubo recto con un primer extremo de tubería y un segundo extremo de tubería, que para la distribución de un fluido portador de calor por el sistema de tuberías de absorbedor comprende a lo largo de la pared de tubo una pluralidad de orificios que se derivan del tubo. La conexión de distribución puede estar cerrada fluídicamente o bien estar unida fluídicamente de forma continua a un segundo colector solar. Conforme a la disposición de la tubería de acumulación se recomienda disponer también la conexión de acumulación en la zona superior del colector solar, de tal forma que la tubería de acumulación se pueda tender de forma recta, sin acodamientos, hasta la conexión de acumulación. Por tanto, el fluido portador de calor

circula desde la tubería de retorno, a través de la conexión de retorno y la tubería de unión, a la tubería de distribución y desde esta, por el sistema de tuberías de absorbedor, la tubería...

 


Reivindicaciones:

1.- Instalación de colector termosifónico (1) para generar y proporcionar calor solar, que comprende

al menos un colector solar (2, 18, 19) con respectivamente una tubería de distribución (12) y una tubería de acumulación (16) para la unión fluídica a un sistema de tuberías de absorbedor (15) termoconductivo, interno del colector,

en la que con una colocación adecuada de la instalación de colector termosifónico (1), la tubería de distribución (12) está dispuesta en una zona de colector (4) situada geodésicamente abajo y la tubería de acumulación (16) está dispuesta en una zona de colector (3) situada geodésicamente arriba,

caracterizada por un primer colector solar (2),

cuya tubería de distribución (12) está unida por su primer extremo de tubería mediante una tubería de unión (11) dispuesta en el interior del colector a una conexión de retorno (10) dispuesta en un lado transversal (5) superior del colector solar (2) para una unión fluídica a una tubería de retorno (8),

cuya tubería de distribución (12) está unida por su segundo extremo de tubería a una conexión de distribución (13) cerrable, dispuesta en un lado longitudinal (6), contiguo al lado transversal (5) superior, del colector solar (2), para una unión fluídica opcional a una primera conexión de distribución (22) de un segundo colector solar (18) opcional, y

cuya tubería de acumulación (16) está unida a una conexión de acumulación (17) dispuesta en el lado longitudinal (6), contiguo al lado transversal (5) superior, del colector solar (2), para una unión fluídica a una tubería de avance (9) o a una primera conexión de acumulación (23) del segundo colector solar (18) opcional.

2.- Instalación de colector termosifónico (1) según la reivindicación 1, caracterizada por un segundo colector solar (18),

cuya tubería de distribución (26) está unida por su primer extremo de tubería a una primera conexión de distribución (22) dispuesta en un primer lado longitudinal, contiguo a un lado transversal (5) superior, del colector solar (18), para una unión fluídica a la conexión de acumulación (13) del primer colector solar (2),

cuya tubería de distribución (26) está unida por su segundo extremo de tubería a una segunda conexión de distribución (24) cerrable, dispuesta en un segundo lado longitudinal, contiguo a un lado transversal (5) superior, del colector solar (18), para una unión fluídica opcional a una primera conexión de distribución de un colector solar (19) adicional, opcional,

cuya tubería de acumulación (27) está unida por su primer extremo de tubería a una primera conexión de acumulación (23) dispuesta en el primer lado longitudinal del colector solar (18) para una unión fluídica a la conexión de acumulación (17) del primer colector solar

(2),

cuya tubería de acumulación (27) está unida por su segundo extremo de tubería a una segunda conexión de acumulación (25) dispuesta en el segundo lado longitudinal del colector solar (18) para una unión fluídica a la tubería de avance (9) o a una primera conexión de acumulación del colector solar (19) adicional, opcional.

3.- Instalación de colector termosifónico (1) según la reivindicación 2, caracterizada por al menos un colector solar (19) adicional, en la que el colector solar (19) adicional está realizado con la misma construcción que el segundo colector solar (18).

4.- Instalación de colector termosifónico (1) según la reivindicación 2 o 3, caracterizada porque las tuberías de distribución (12, 26) del primer colector solar (2), del segundo colector solar (18) y de los colectores solares (19) adicionales, opcionales están unidas fluídicamente entre ellas formando una tubería de distribución (29) continua, común de la instalación.

5.- Instalación de colector termosifónico (1) según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque las tuberías de acumulación (16, 27) del primer colector solar (2), del segundo colector solar (18) y del colector solar (19) adicional, opcional están unidas fluídicamente entre ellas formando una tubería de acumulación (30) continua, común de la instalación.

6.- Instalación de colector termosifónico (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la tubería de avance (9) y la tubería de retorno (8) están previstas para la unión fluídica, en el lado de avance y en el lado de retorno, del al menos un colector solar (2, 18, 19) y el al menos una depósito de almacenamiento (7).

7.- Instalación de colector termosifónico (1) según la reivindicación 6, caracterizada porque el al menos un colector solar (2, 18, 19), la tubería de avance (9), la tubería de retorno (8)

y/o el depósito de almacenamiento (7) forman un circuito de fluido para un fluido portador de calor que puede circular por este.

8.- Instalación de colector termosifónico (1) según una de las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizada porque la conexión de distribución (13, 24) cerrable está cerrada de forma

estanca al fluido.

9.- Instalación de colector termosifónico (1) según una de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizada por tramos de tubo de conexión (28) de unión fluídica para unir las conexiones de distribución (13, 22, 24) entre ellas y/o a las conexiones de acumulación (17, 23, 25).


 

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