ES1062435U - Conmutador electromecanico para el calentador auxiliar en sistemas solares termicos. - Google Patents
Conmutador electromecanico para el calentador auxiliar en sistemas solares termicos.Info
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Abstract
1. Conmutador electromecánico para el calentador auxiliar en sistemas solares térmicos, caracterizado por dos electroválvulas de solenoide (V1 y V2), un circuito, fuente de la correspondiente alimentación eléctrica y un dispositivo de apertura/cierre de dicho circuito eléctrico.
Description
Conmutador electromecánico para el calentador
auxiliar en sistemas solares térmicos.
La invención está dirigida al sector de la
fabricación y comercialización de equipos solares térmicos
domésticos para agua caliente sanitaria.
En líneas generales, y dado que la disponibilidad
de la energía solar no es continua, todas las instalaciones solares
térmicas se diseñan para cubrir un alto porcentaje del consumo
energético total en la producción de agua caliente, sin llegar en
ningún caso, a sustituir el 100% del consumo necesario. Por ello,
éstas deben contar con una ayuda auxiliar, a través de cualquier
sistema convencional, que aporte la energía necesaria en los
períodos en que se agote el almacenamiento solar por insuficiente
radiación o excesivo consumo.
Como sistema auxiliar puede utilizarse cualquier
sistema independiente tipo calentador de gas, termo eléctrico ó un
intercambiador calentado por cualquier tipo de combustible, que
según las circunstancias técnicas de cada instalación podrán
conectarse en serie o en paralelo con el equipo solar.
Podrá utilizarse el conexionado con
by-pass de forma que el agua almacenada en el
acumulador pueda utilizarse directamente ó a través del equipo
auxiliar.
La conmutación en un calentador de agua solar con
sistema de apoyo externo, se ha de realizar actualmente de modo
manual, abriendo y cerrando un sistema de llaves de paso que
funciona del siguiente modo:
El citado sistema consta de dos llaves de paso,
una de las cuales abre o cierra la entrada del calentador de apoyo,
la otra abre o cierra la entrada o la salida del circuito principal
de calentamiento solar como sigue:
Basándonos en el dibujo 1, si el circuito
auxiliar está conectado en serie.
- Solo energía solar
- = V.1 cerrada y V.2 abierta.
- Solar + auxiliar
- = V.1 abierta y V.2 cerrada.
Basándonos en el dibujo 2, si el circuito
auxiliar está conectado en paralelo.
- Solo energía solar
- = V.1 cerrada y V.2 abierta.
- Solo auxiliar
- = V.1 abierta y V.2 cerrada.
Al ser todas estas operaciones manuales, el
sistema implica un cierto grado de complejidad y al obligar al
usuario a realizar las operaciones citadas, el mismo grado de
peligrosidad.
La invención que presento resuelve este
inconveniente del siguiente modo:
Sustituye las llaves de paso manuales por electro
válvulas de solenoide comandadas por un único interruptor. Lo cual
simplifica al máximo el modo de conmutación, pues el usuario del
equipo solar puede olvidarse de tener que cambiar las llaves de
paso manualmente y una a una. Para, con un solo gesto, conectar el
sistema electromecánico y cambiar al calentador auxiliar. Al volver
a desconectar el conmutador, el sistema calentador pasa (sin
consumo eléctrico) a modo solar.
Las ventajas derivadas de este sistema son
principalmente tres:
Hace mas cómoda la tarea de derivación del caudal
para los sistemas solares con calentadores auxiliares externos.
Aumenta la seguridad del citado proceso, al
evitar la formación de bolsas de gas, derivadas de la incorrecta
manipulación de las llaves de paso. (en calentadores de este
tipo).
Permite, al fabricante, ofertar un sistema con un
funcionamiento mas racional, facilitando esto lógicamente, la labor
comercial, lo que se traducirá en un incremento del número de
realizaciones de contratos para el suministro e instalación de
equipos solares térmicos.
\newpage
La presente invención se refiere a un dispositivo
que realiza, de modo sencillo y cómodo, los cambios necesarios en
el direccionamiento del caudal de agua, en un sistema de agua
caliente por energía solar, cuando sea necesario poner en marcha el
calentador auxiliar.
Su funcionamiento es el siguiente:
Al cerrar un interruptor que está alojado en una
caja de montaje junto a los elementos de alimentación eléctrica
(transformador de 220V/ 24V y 30W) y conexión pertinentes, se ponen
en funcionamiento dos electro válvulas de solenoide del siguiente
modo;
- Una de las dos (V.2 ), que ha de ser del tipo
"normalmente abierto" (en reposo permite la circulación de
agua y al conectar la alimentación eléctrica, cierra el paso del
caudal, como aparece en el esquema del dibujo 3) se cierra. Lo
cual, en el montaje en serie del dibujo 1, obliga al caudal
procedente del acumulador principal a desviarse en dirección a V1,
que controla la entrada al calentador auxiliar y es del tipo
"normalmente cerrado" (en reposo no permite el paso de agua y
al conectar la alimentación eléctrica se abre y permite la
circulación, como muestra el esquema en el dibujo 4) que se
encuentra abierta. De este modo, el agua contenida en el acumulador
solar pasa por el circuito calentador auxiliar aprovechándose así
el calor residual del agua procedente del calentador solar.
En el montaje en paralelo reflejado en el dibujo
2, al cerrar el interruptor cerrando de este modo V2 y abriendo V1,
se aísla el acumulador de agua caliente del sistema principal
solar, entrando en el circuito del calentador auxiliar el agua,
directamente de la red de suministro.
La elección del tipo de electro válvula
(normalmente abierto o cerrado) la haremos en base al factor
porcentual de aporte de energía solar, como este es del 91%
aproximadamente. Queda claro que el mejor método de minimización
del consumo eléctrico, es aquel que mantenga en reposo el
conmutador cuando se utiliza el agua caliente procedente del
acumulador solar.
En ambos modelos de montaje, al abrir el circuito
eléctrico las electro válvulas vuelven a su estado de reposo,
cerrando el caudal en el circuito del calentador de apoyo, y
suministrando agua caliente procedente del sistema térmico solar a
la instalación doméstica.
Dibujo
1.
Equipo calentador solar doméstico, con el sistema
auxiliar conectado en serie.
\vskip1.000000\baselineskip
Dibujo
2.
Equipo solar doméstico con el calentador auxiliar
conectado en paralelo.
- A.s = Acumulador del equipo solar.
- C.a = Calentador auxiliar.
- V.1 = Válvula 1.
- V.2 = Válvula 2
- R = Entrada de agua fría de la red.
- I.d = Salida a la instalación doméstica de agua caliente.
\vskip1.000000\baselineskip
Dibujo
3.
Esquema de funcionamiento de una válvula de
solenoide de tipo ``Normalmente Abierto'' (V2).
- 1= entrada de agua.
- 2= salida de agua.
\newpage
Dibujo
4.
Esquema de funcionamiento de una válvula de
solenoide del tipo ``Normalmente Cerrado''(V1).
- 1. = entrada de agua.
- 2.= salida de agua.
Para la realización práctica del dispositivo, lo
consideraremos dividido en dos partes principales:
Es el encargado de efectuar la oportuna
derivación del caudal de agua que permita a la instalación
doméstica, disponer de agua caliente procedente del calentador
solar o del auxiliar. Consta de dos válvulas de solenoide, sus
correspondientes conectores y el cableado necesario para cada
válvula.
Las válvulas de solenoide que necesitamos
deberían cumplir las siguientes especificaciones técnicas
mínimas:
- Compatibilidad con la instalación doméstica de
agua (diámetro del tubo, presión de trabajo)
- Resistencia a la corrosión por efecto del
agua.
- Capacidad para trabajar con agua al menos a
unos 90º centígrados.
- Tensión nominal de trabajo máxima de 25V
alterna. (por motivos de seguridad)
- Potencia máxima del solenoide de 10 W.
- Una de las dos (V.2 ), ha de ser del tipo
"normalmente abierto" (en reposo permite la circulación de agua
y al conectar la alimentación eléctrica, cierra el paso del
caudal)
- Otra (V.1 ) ha de ser del tipo "normalmente
cerrado" (en reposo no permite el paso de agua y al conectar la
alimentación eléctrica se abre y permite la circulación).
Como norma general instalaremos V1 (normalmente
cerrada) en la entrada de agua del calentador auxiliar. Para
instalar V2. Nos guiaremos de los esquemas de montaje mostrados en
los dibujos 1 y 2.
Se montarán integrándolas en la instalación de
agua caliente domestica, según el procedimiento normal de
atornillado y soldadura utilizado por los fontaneros.
En todo caso, siempre se ha de respetar el
sentido del caudal del agua que atraviese la válvula, esto suele
estar marcado en el cuerpo de las mismas.
Es el encargado de transmitir la orden del
usuario de accionar el suministro de aporte térmico auxiliar.
Consta de;
- Una caja de montaje homologada para uso
eléctrico doméstico, con tamaño suficiente para contener el resto de
componentes.
- Un transformador eléctrico de características
adecuadas a los solenoides (máximo. 25V alterna. Y 30W).
- Un interruptor de palanca o similar, capaz de
manejar unos 3 Amperios mínimo de intensidad.
- El correspondiente conexionado de entrada de
corriente de red y de salida para alimentación de las electro
válvulas.
- El cableado interno de los componentes.
Alojaremos el transformador en la caja de montaje
conectando uno de los polos de la entrada de red (220V)
directamente a un polo de entrada del transformador, y el otro a
través del interruptor, así conseguiremos que el consumo en reposo
sea igual a cero. A la salida del transformador conectaremos las
clavijas de alimentación de las electro válvulas, en paralelo.
No necesitamos circuito rectificador pues los
solenoides trabajan con corriente alterna, pero si una protección
por sobrecargas (un fusible por ejemplo) en la entrada de red.
Tras conectar también las tomas de tierra
correspondientes, cerramos la caja.
Colocaremos las válvulas en sus correspondientes
puntos de las tuberías principal y auxiliar, dependiendo esto del
tipo de conexión del sistema auxiliar que tenga la instalación,
siendo siempre preferible el montaje en serie al paralelo, por el
aprovechamiento del calor residual del agua que está en el
acumulador del sistema solar. Este proceso se ha de realizar
teniendo en cuenta los procedimientos y medidas de seguridad que
son comunes en fontanería, tratando de integrar las válvulas de
solenoide en la instalación de agua caliente doméstica.
Una vez conectados los solenoides al módulo de
control y este a la red eléctrica resultará;
Con el interruptor abierto, el conmutador va a
estar en reposo, es decir, sin consumo de electricidad y el
suministro de agua caliente procederá del equipo solar.
Con el interruptor cerrado, el sistema de
conmutación actuará sobre las electro válvulas, es decir, entrará
en servicio el sistema calentador de agua auxiliar.
Claims (4)
1. Conmutador electromecánico para el calentador
auxiliar en sistemas solares térmicos, caracterizado por dos
electro válvulas de solenoide (V1 y V2), un circuito, fuente de la
correspondiente alimentación eléctrica y un dispositivo de
apertura/cierre de dicho circuito eléctrico.
2. Conmutador electromecánico para el calentador
auxiliar en sistemas solares térmicos, según reivindicación
anterior, caracterizado porque las electro válvulas pueden
ser conectadas al circuito de agua del sistema solar térmico, en
serie (dibujo 1), o en paralelo (dibujo 2).
3. Conmutador electromecánico para el calentador
auxiliar en sistemas solares térmicos, según reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque los solenoides van
conectados a la salida del circuito de alimentación eléctrica y a la
toma de tierra.
4. Conmutador electromecánico para el calentador
auxiliar en sistemas solares térmicos, según reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el funcionamiento del
sistema está controlado por un dispositivo interruptor adecuado, que
abre o cierra el circuito de alimentación eléctrica.
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