ES1064941U - Sistema para el calentamiento de agua con energia solar. - Google Patents
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Abstract
1. Sistema para el calentamiento del agua con energía solar que comprende un intercambiador (1) de calor donde se calienta el agua que se quiere suministrar, un fluido intercambiador (2) de calor para calentar dicha agua en el intercambiador (1), un colector (3) solar donde se calienta el fluido intercambiador (2), que transmite luego su calor al agua en dicho intercambiador (1), y unos medios de distribución (4) que cuando están activos provocan el paso de dicho fluido intercambiador (2) desde dicho intercambiador (1) hasta el colector (3) para calentarse, y desde dicho colector (3) hasta dicho intercambiador (1) una vez calentado para que transmita su calor al agua, comprendiendo dicho intercambiador (1) un tanque de suministro (10) para albergar el agua que se quiere suministrar, un orificio de salida (13) a través del cual pasa el fluido intercambiador (2) de dicho intercambiador (1) al colector (3), y un orifico de entrada (14) a través del cual entra dicho fluido intercambiador (1) endicho intercambiador (2) procedente de dicho colector (3), caracterizado porque el intercambiador (1) comprende además una camisa (11) dispuesta alrededor del tanque de suministro (10), que envuelve a dicho tanque de suministro (10), y un hueco (12) entre la camisa (11) y el tanque de suministro (10) donde se dispone el fluido intercambiador (2), de tal manera que dicho fluido intercambiador (2) puede cubrir el contorno de dicho tanque de suministro (10).
Description
Sistema para el calentamiento de agua con
energía solar.
La presente invención se relaciona con sistemas
para el calentamiento de agua, y más concretamente con sistemas en
los que dicho calentamiento se realiza mediante energía solar.
Para el suministro de un agua caliente, son
conocidos sistemas que calientan dicha agua mediante el uso de por
ejemplo energía eléctrica, leña, gasóleo o gas. También se conocen
sistemas en los que dicho calentamiento se produce aprovechando la
energía solar. En este tipo de sistemas, generalmente se dispone un
colector solar en el tejado de un edificio, por ejemplo, con un
conducto interior para el paso de un fluido intercambiador. Así,
dicho colector puede ser calentado directamente por el sol,
calentándose el fluido que circula por su conducto interior
mediante energía solar.
Estos sistemas comprenden además un
intercambiador de calor que alberga el agua que se quiere
suministrar, y el fluido intercambiador que circula por el colector
es llevado a dicho intercambiador para calentar dicho agua,
pudiendo así suministrarse agua caliente. Una vez ha transmitido su
calor al agua, el fluido intercambiador puede ser llevado de nuevo
al colector donde es nuevamente calentado, y así sucesivamente.
El documento EP 1363081 B1 divulga un sistema de
este tipo. El intercambiador comprende un tanque de suministro que
alberga en su interior el agua que se quiere suministrar caliente,
estando una tubería arrollada en dicho tanque. El fluido
intercambiador circula a través de dicha tubería, transmitiendo al
menos parte de su calor al agua comprendida en dicho tanque de
suministro.
El objeto de la invención es el de proporcionar
un sistema de calentamiento de agua con energía solar, de una
manera más eficiente que en estado de la técnica.
El sistema para el calentamiento del agua de la
invención comprende intercambiador de calor donde se calienta el
agua que se quiere suministrar, un fluido intercambiador para
calentar dicha agua en dicho intercambiador, un colector solar
donde se calienta el fluido intercambiador, que transmite luego su
calor al agua en dicho intercambiador, y unos medios de
distribución que cuando están activos provocan el paso de dicho
fluido intercambiador desde dicho intercambiador hasta el colector
para calentarse, y desde dicho colector hasta dicho intercambiador
una vez calentado para transmitir su calor al agua que se quiere
suministrar. Dicho intercambiador comprende un orificio de salida a
través del cuál pasa el fluido intercambiador de dicho
intercambiador al colector, y un orifico de entrada a través del
cuál entra dicho fluido intercambiador en dicho intercambiador
procedente de dicho colector.
El intercambiador comprende además un tanque de
suministro para albergar el agua que se quiere suministrar, una
camisa que envuelve dicho tanque de suministro, y un hueco entre la
camisa y el tanque de suministro donde se dispone el fluido
intercambiador. De esta manera, dicho fluido intercambiador puede
cubrir el contorno de dicho tanque de suministro.
Así, cuando el fluido intercambiador de calor
está caliente, se aumenta la superficie de transmisión de calor
entre dicho fluido intercambiador y el tanque de suministro,
aumentándose la eficacia del sistema de calentamiento de agua.
Estas y otras ventajas y características de la
invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la
descripción detallada de la invención.
La Fig. 1 muestra una realización del sistema de
la invención, con los medios de distribución activos.
La Fig. 2 muestra el sistema de la Fig. 1, con
los medios de distribución no activos.
En la figura 1 se muestra una realización del
sistema de calentamiento de agua por energía solar de la invención.
Dicho sistema comprende un intercambiador 1 de calor donde se
calienta el agua que se quiere suministrar, un fluido
intercambiador 2 para calentar dicha agua en el intercambiador 1,
un colector 3 solar donde se calienta el fluido intercambiador 2,
que transmite luego su calor al agua en dicho intercambiador 1, y
unos medios de distribución 4 (una bomba, por ejemplo) que cuando
están activos provocan el paso de dicho fluido intercambiador 2
desde dicho intercambiador 1 hasta el colector 3 para calentarse, y
desde dicho colector 3 hasta dicho intercambiador 1 una vez
calentado, para que caliente dicha agua.
El sistema comprende además una tubería de
salida 5 unida por un extremo al intercambiador 1 y unida por su
otro extremo al colector 3 solar, pasando el fluido intercambiador
2 de dicho intercambiador 1 a dicho colector a través de dicha
tubería de salida 5. De la misma manera, el sistema también
comprende una tubería de entrada 6 unida por un extremo al
intercambiador 1 y unida por su otro extremo al colector 3, pasando
dicho fluido intercambiador 2 de dicho colector 3 a dicho
intercambiador 1 a través de dicha tubería de entrada 6. El
intercambiador 1 comprende un orificio de salida 13 a través del
cuál sale dicho fluido intercambiador 2 de dicho intercambiador 1
hacia el colector 3 solar, y un orifico de entrada 14 dispuesto en
dicha camisa 11 a través del cuál entra dicho fluido intercambiador
2 en dicho intercambiador 1 procedente de dicho colector 3,
estando la tubería de entrada 6 conectada con dicho orifico de
entrada 14 y estando la tubería de salida 5 conectada con dicho
orifico de salida 13.
El intercambiador 1 comprende además un tanque
de suministro 10, una camisa 11 dispuesta alrededor del tanque de
suministro 10 que cubre sustancialmente todo el contorno de dicho
tanque de suministro 10, y un hueco 12 entre la camisa 11 y dicho
tanque de suministro 10, donde se dispone el fluido intercambiador
2. Mediante una entrada no representado en las figuras, el agua
fría entra en dicho tanque de suministro 10 y puede salir ya
calentada por una salida no representada en las figuras, a través
de la cuál es suministrada donde se requiera. Los orificios de
salida y entrada 13 y 14 de dicho intercambiador 1 están dispuestos
en dicha camisa 11.
El tanque de suministro 10 es preferentemente
sustancialmente cilíndrico, envolviendo la camisa 11 el contorno de
dicho tanque de suministro 10, de tal manera que entre dicho tanque
de suministro 10 y dicha camisa 11 el hueco 12 se extiende
cubriendo dicho contorno. Así, el fluido intercambiador 2 dispuesto
en dicho hueco 12 puede cubrir dicho contorno, aumentándose la
superficie de transmisión de calor entre dicho fluido
intercambiador 2 y dicho tanque de suministro 10, aumentándose la
eficacia del sistema.
La camisa 11 del intercambiador 1 cubre
sustancialmente toda la base 10c del tanque de suministro 10, de
tal manera que entre dicho tanque de suministro 10 y dicha camisa
11 el hueco 12 se extiende cubriendo dicha base 10c, cubriendo el
fluido intercambiador 2 dispuesto en dicho hueco 12 dicha base 10c.
Así, se aumenta la superficie de transmisión de calor entre dicho
fluido intercambiador 2 y dicho tanque de suministro 10,
aumentándose la eficacia del sistema.
El fluido intercambiador 2 alcanza además un
nivel primario Np en el hueco 12 del intercambiador 1 cuando los
medios de distribución 4 están activos, estando dicho nivel
primario Np está por encima de una superficie superior loa del
tanque de suministro 10. De esta manera, dicho fluido
intercambiador 2 cubre la superficie superior 10a del tanque de
suministro 10. Así, se aumenta la superficie de transmisión de
calor entre dicho fluido intercambiador 2 y dicho tanque de
suministro 10, aumentándose la eficacia del sistema.
El tanque de suministro 10 comprende un cuello
10b en la superficie superior 10a que se extiende en una dirección
opuesta a su base 10c. Dicho tanque de suministro 10 está unido a
la camisa 11 del intercambiador 1 mediante dicho cuello 10b,
realizándose dicha unión preferentemente mediante soldadura. De
esta manera, el nivel primario Np del fluido intercambiador 2 cubre
todo el contorno del tanque de suministro 10 excepto al menos parte
del cuello 10b, tal y como se ve en la figura 1.
El hueco 12 del intercambiador 1 comprende un
área 12a entre el nivel primario Np y la superficie superior 11b
de la camisa 11, que se extiende hasta un nivel de llenado Nl.
Dicha área 12a comprende un volumen sustancialmente igual o mayor
que el volumen que ocupa el fluido intercambiador 2 en el colector
3 solar, de tal manera que cuando los medios de distribución 4
dejan de provocar el paso de dicho fluido intercambiador 1 a dicho
colector 3 (cuando dichos medios de distribución 4 dejan de estar
activos), el fluido intercambiador 2 dispuesto en dicho colector 3
puede disponerse en dicho intercambiador 1, llegando el fluido
intercambiador 2 hasta el nivel de llenado Nl en el hueco 12 de
dicho intercambiador 1, tal y como se muestra en la figura 2.
Cuando dichos medios de distribución 4 dejan de provocar el paso de
dicho fluido intercambiador 1 a dicho colector 3, el fluido
intercambiador 2 cae por gravedad hasta el intercambiador 1 a
través de la tubería de salida 5. El volumen de dicha área 12a se
puede limitar con la longitud del cuello 10b del tanque de
suministro 10, así, en función del volumen que delimita el conducto
3a del colector 3 solar, dicho cuello 10b tiene unas dimensiones
apropiadas para que dicha área 12a delimite al menos dicho
volumen.
Preferentemente, el orificio de salida 6 está
dispuesto próximo a la base 11a de la camisa 11, mientras que el
orificio de entrada 6 está dispuesto en la superficie superior 11b
de dicha camisa 11, estando además dichos orificios 5 y 6
dispuestos de manera sustancialmente diagonal uno con respecto al
otro. Así, gracias a dicha disposición se facilita la circulación
del fluido intercambiador 2 en el intercambiador 1, de tal manera
que a medida que el fluido intercambiador 2 entra en el
intercambiador 1 a través del orificio de entrada 5, el fluido
intercambiador 2 que más tiempo lleva en dicho intercambiador 1 y
que por tanto menos caliente está sale de dicho intercambiador 1 a
través del orificio de salida 5. De esta manera, en el
intercambiador 1 se tiene en todo momento el fluido intercambiador
2 más caliente posible, obteniéndose un rendimiento elevado de
calentamiento en el sistema.
El tanque de suministro 10 comprende
preferentemente una pluralidad de ranuras 10d axiales que se
extienden a lo largo de todo el perímetro de dicho tanque de
suministro 10, para aportar rigidez a dicho tanque de suministro
10. Así, gracias a dichas ranuras 10d, dicho tanque de suministro
10 no se deforma si sufre altas presiones del fluido intercambiador
y/o del agua que alberga.
Preferentemente, para que el fluido
intercambiador 2 llegue al intercambiador 1 lo más caliente
posible, el conducto 3a del colector 3 solar por el que circula
dicho fluido intercambiador por dicho colector 3 se extiende de
manera sustancialmente serpenteante, aprovechándose mejor la
energía solar.
Claims (10)
1. Sistema para el calentamiento del agua con
energía solar que comprende un intercambiador (1) de calor donde
se calienta el agua que se quiere suministrar, un fluido
intercambiador (2) de calor para calentar dicha agua en el
intercambiador (1), un colector (3) solar donde se calienta el
fluido intercambiador (2), que transmite luego su calor al agua en
dicho intercambiador (1), y unos medios de distribución (4) que
cuando están activos provocan el paso de dicho fluido
intercambiador (2) desde dicho intercambiador (1) hasta el colector
(3) para calentarse, y desde dicho colector (3) hasta dicho
intercambiador (1) una vez calentado para que transmita su calor al
agua, comprendiendo dicho intercambiador (1) un tanque de
suministro (10) para albergar el agua que se quiere suministrar, un
orificio de salida (13) a través del cuál pasa el fluido
intercambiador (2) de dicho intercambiador (1) al colector (3), y
un orifico de entrada (14) a través del cuál entra dicho fluido
intercambiador (1) en dicho intercambiador (2) procedente de dicho
colector (3), caracterizado porque el intercambiador (1)
comprende además una camisa (11) dispuesta alrededor del tanque de
suministro (10), que envuelve a dicho tanque de suministro (10), y
un hueco (12) entre la camisa (11) y el tanque de suministro (10)
donde se dispone el fluido intercambiador (2), de tal manera que
dicho fluido intercambiador (2) puede cubrir el contorno de dicho
tanque de suministro (10).
2. Sistema según la reivindicación anterior, en
donde la camisa (11) del intercambiador (1) cubre sustancialmente
toda la base del tanque de suministro (10), de tal manera que entre
dicho tanque de suministro (10) y dicha camisa (11) el hueco (12)
se extiende cubriendo sustancialmente toda la base (10c) de dicho
tanque de suministro (10), cubriendo dicho fluido intercambiador (2)
dicha base (10c).
3. Sistema según la reivindicación anterior, en
donde el fluido intercambiador (2) alcanza un nivel primario (Np)
en el hueco (12) del intercambiador (1) cuando los medios de
distribución (4) están activos, y en donde dicho nivel primario
(Np) está por encima de una superficie superior (10a) del tanque de
suministro (10), de tal manera que dicho fluido intercambiador (2)
cubre la superficie superior (10a) del tanque de suministro
(10).
4. Sistema según la reivindicación anterior, en
donde el tanque de suministro (10) comprende un cuello (10b) en la
superficie superior (10a) que se extiende en una dirección opuesta
a su base (10c), estando dicho tanque de suministro (10) unido a la
camisa (11) del intercambiador (1) mediante dicho cuello (10b).
5. Sistema según la reivindicación anterior, en
donde el nivel primario (Np) del fluido intercambiador (2) cubre
la superficie superior (loa) del tanque de suministro (10), excepto
al menos parte del cuello (10b).
6. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 4 ó 5, en donde la unión entre la camisa (11) y el
cuello (10b) del tanque de suministro (10) se realiza mediante
soldadura.
7. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el orifico de salida (13)
está dispuesto próximo a la base (11a) de la camisa (11), y el
orifico de entrada (14) está dispuesto en una superficie superior
(11b) de dicha camisa (11), estando dispuestos dicho orifico de
salida (13) y dicho orifico de entrada (14) diagonalmente uno con
respecto al otro.
8. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 7, en donde el hueco (12) del intercambiador
(1) comprende un área (12a) entre el nivel primario (Np) y la
superficie superior (11b) de la camisa (11) que se extiende hasta
un nivel de llenado (Nl), comprendiendo dicha área (12a) un volumen
sustancialmente igual o mayor que el volumen que ocupa el fluido
intercambiador (2) en el colector (3), de tal manera que cuando los
medios de distribución (4) dejan de provocar el paso de dicho
fluido intercambiador (2) a dicho colector (3), el fluido
intercambiador (2) dispuesto en dicho colector (3) puede disponerse
en dicho hueco (12), llegando entonces el nivel de dicho fluido
intercambiador (2) hasta el nivel de llenado (Nl) en dicho hueco
(12).
9. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el tanque de suministro (10)
comprende una pluralidad de ranuras (10d) axiales, que se extienden
a lo largo de todo el perímetro de dicho tanque de suministro
(10).
10. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el colector (3) comprende un
conducto (3a) con una forma sustancialmente serpenteante,
circulando el fluido intercambiador (2) por dicho conducto (3a) en
dicho colector (3).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200700429U ES1064941Y (es) | 2007-02-27 | 2007-02-27 | Sistema para el calentamiento de agua con energia solar |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| ES1064941U true ES1064941U (es) | 2007-05-16 |
| ES1064941Y ES1064941Y (es) | 2007-08-16 |
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|---|---|---|---|
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-
2007
- 2007-02-27 ES ES200700429U patent/ES1064941Y/es not_active Expired - Fee Related
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