ES2202474T3 - Sistema de calefaccion solar de agua con tubos calefactores y deposito integrado. - Google Patents

Sistema de calefaccion solar de agua con tubos calefactores y deposito integrado.

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ES2202474T3
ES2202474T3 ES96933025T ES96933025T ES2202474T3 ES 2202474 T3 ES2202474 T3 ES 2202474T3 ES 96933025 T ES96933025 T ES 96933025T ES 96933025 T ES96933025 T ES 96933025T ES 2202474 T3 ES2202474 T3 ES 2202474T3
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Abstract

UN NUCLEO COLECTOR (104) PARA UN SISTEMA SOLAR DE CALENTAMIENTO DE AGUA (100) QUE COMPRENDE UNA PLURALIDAD DE TUBOS ABSORBEDORES DE CALOR (108) CADA UNO DE LOS CUALES RODEA UN TUBO DE RETORNO DE AGUA MAS FRIA (116). LOS TUBOS DE CALENTAMIENTO (108) SE PUEDEN CONECTAR DIRECTAMENTE A UN DEPOSITO ALMACENAMIENTO DE AGUA CALIENTE AISLADO (104) DEL QUE DESCIENDE EL AGUA MAS FRIA A TRAVES DE LOS TUBOS DE RETORNO (116) HASTA EL INTERIOR DE LOS TUBOS DE CALENTAMIENTO (108). TRAS ALCANZAR EL EXTREMO DE LOS TUBOS DE RETORNO (116), EL AGUA MAS FRIA FLUYE HACIA AFUERA HASTA DENTRO DEL ESPACIO QUE QUEDA ENTRE LOS TUBOS DE CALENTAMIENTO CIRCUNDANTES (108) Y LOS TUBOS DE RETORNO INTERIORES (116). TRAS EL CALENTAMIENTO, EL AGUA PRESENTE ENTRE LOS DOS TUBOS (108, 116) VUELVE A SUBIR HASTA EL DEPOSITO DE ALMACENAMIENTO DE AGUA CALIENTE (104) COMPLETANDO ASI EL CICLO DE FLUJO POR TERMOSIFON. PREFERENTEMENTE, EL TUBO DE RETORNO INTERIOR (116) ESTA HECHO DE CLORURO DE POLIVINILO ( PVC ), POLIBUTILENO ( PB ) O DECUALQUIER OTRO MATERIAL COMPRIMIBLE QUE PERMITA QUE EL NUCLEO COLECTOR (106) FUNCIONE TANTO EN ENTORNOS DE CONGELACION COMO DE NO CONGELACION. ALTERNATIVAMENTE, EL NUCLEO COLECTOR (106) SE PUEDE AÑADIR A UN PANEL SOLAR DE CALENTAMIENTO DE AGUA YA EXISTENTE (102 ) PARA MEJORAR SU FUNCIONAMIENTO.

Description

Sistema de calefacción solar de agua con tubos calefactores y depósito integrado.
Campo técnico
La presente invención se refiere generalmente a sistemas solares de calentamiento de agua, y más específicamente a un sistema solar de calentamiento de agua que tiene un núcleo recolector que incluye tuberías de calentamiento en cada una de las cuales fluyen contracorrientes de fluido caliente y frío en direcciones opuestas.
Técnica anterior
Un sistema solar de calentamiento de agua al cual se refiere particularmente la presente invención comprende un panel solar de calentamiento de agua conectado a un tanque de almacenamiento de agua caliente. Dicho panel solar de calentamiento de agua incluye tuberías de calentamiento u otros canales verticalmente orientados, paralelos embutidos en un absorbente selectivo, tal como una lámina de metal negro, que se inclina hacia el sol. Las tuberías de calentamiento generalmente se abren en colectores horizontales o tuberías de cabecera tanto en la parte superior como en la inferior del panel solar de calentamiento de agua. La luz del sol calienta el absorbente selectivo y las tuberías u otros canales embutidos en el absorbente selectivo. Este calor se transfiere por conducción a un fluido, usualmente agua, en las tuberías de calentamiento. Al calentarse, el agua se expande ligeramente de forma que su densidad se vuelve menor que la del agua más fresca en otras partes del sistema solar de calentamiento de agua. El agua más caliente entonces se eleva hacia la parte superior del panel inclinado y entra en el colector superior horizontal. El agua calentada se eleva entonces más allá del colector superior a través de una curva de una de las dos juntas de codo de 90 grados antes de entrar en el tanque de almacenamiento de agua caliente. El agua más caliente recién ingresada al entrar en el tanque de almacenamiento de agua caliente empuja hasta llegar a la parte superior, desplazando el agua más fría ya presente en el tanque de almacenamiento de agua. El agua más fría desplazada primero se hunde hasta el fondo del tanque de almacenamiento de agua caliente, después de lo cual continúa hundiéndose hasta una tubería de retorno de agua más fría ubicada en un lado del tanque de almacenamiento de agua caliente y hacia debajo de un lado del panel solar de calentamiento de agua, realizando otro giro de 90 grados en una junta de codo, para entrar luego en el colector horizontal en la parte inferior del panel solar de calentamiento de agua. El agua más fría, después de entrar al colector en la parte inferior del panel solar de calentamiento de agua, se calienta nuevamente por medio de los rayos solares y el proceso comienza otra vez. De esta manera, la temperatura del agua en el tanque de almacenamiento de agua caliente aumenta a lo largo del día.
Los sistemas solar de calentamiento de agua existentes basados en termosifones de este tipo normalmente consisten en un panel solar de calentamiento de agua con un tanque de almacenamiento de agua caliente separado y aislado colocado inmediatamente por encima del panel de calentamiento de agua. Un ejemplo de la técnica anterior de un sistema solar de calentamiento de agua de este tipo se describe en la patente de Estados Unidos Nº 4.084.578 publicada el 18 de Abril de 1978, en una solicitud archivada por Toshihiro Ishibashi ("la patente Ishibashi"). Un dibujo que describe el sistema solar de calentamiento de agua descrito en la patente Ishibashi se incluye aquí como Figura 0. La patente Ishibashi describe una eficiencia de recolección creciente por medio de la mejora de la superficie selectiva del absorbente a través de pinturas y revestimientos especiales, vidrio especial no reflectante, utilizando diferentes ángulos de perfil corrugado para la lámina del colector, y usando el tanque de almacenamiento de agua caliente como un reflector en invierno.
Se sabe que la ubicación del tanque de almacenamiento de agua caliente en una proximidad cercana e inmediatamente por sobre el panel de calentamiento de agua es ventajosa como se describe en la patente de Estados Unidos Nº 4.766.885 emitida el 30 de agosto de 1988, en una solicitud archivada por Toshiaki Muramatsu ("la patente Muramatsu `885"). Sin embargo, en sistemas solares de calentamiento de agua tales como el descrito en la patente Muramatsu `885, el agua caliente debe fluir horizontalmente a través de la extensión del panel de calentamiento de agua, o aún peor, a través de dos paneles si éste fuera un sistema de dos paneles, antes de entrar en el tanque de almacenamiento de agua caliente. Por otra parte, antes de entrar en el tanque de almacenamiento de agua caliente, el agua caliente debe fluir también a través de una o dos juntas de codo con todo su incremento acompañante en la resistencia a fluir debido a la resistencia de la forma, es decir, formación de remolinos y turbulencia, y resistencia a la fricción, etc. que impide el flujo del termosifón.
Es bien sabido que desacelerar el flujo natural del termosifón reduce la eficiencia de la recolección de calor porque el agua en el colector horizontal queda atrapada, incapaz de mover en su dirección natural hacia arriba. En consecuencia, el agua en el colector horizontal se pone cada vez más y más caliente al continuar absorbiendo radiación solar. Este flujo relativamente estancado de agua caliente en el colector superior, en la parte superior de las tuberías de calentamiento, y en las juntas de codo se vuelve desventajosamente caliente, y radia hacia fuera el calor a través de la cubierta de vidrio que cubre el panel solar de calentamiento de agua. Además, algo de la energía de calentamiento del agua caliente que sube en las tuberías de calentamiento verticales también se pierde o se gasta en el empuje del flujo a lo largo de los recolectores horizontales. Todas estas pérdidas reducen el coeficiente de eficiencia global de transferencia de calor.
La patente de los Estados Unidos Nº 4.353.352, publicada el 12 de octubre de 1982, del Michael F. Zinn ("la patente Zinn"), describe un flujo de termosifón mejorado que tiene una conexión casi directa de las tuberías de calentamiento al tanque de almacenamiento de agua. Sin embargo, el sistema solar de calentamiento de agua descrito en la patente Zinn fuerza al agua caliente a viajar en un recorrido indirecto desde la parte superior del panel, curvándose detrás del tanque, antes de entrar al tanque en sí mismo. Además, la patente Zinn también muestra que al entrar al tanque de almacenamiento de agua caliente el agua caliente debe también fluir hacia abajo, contra el flujo de termosifón, porque las salidas de las tuberías de entrada del agua caliente están ubicadas en la parte más superior del tanque, apuntando hacia abajo. Colocar las tuberías de entrada en la parte superior del tanque de almacenamiento de agua caliente provoca que el agua caliente se acumule en ésta área y se congestione una vez que algo de agua caliente se ha acumulado en la parte superior del tanque. Esta congestión sucede porque cualquier agua caliente nueva que entra debe conducir la capa existente de agua caliente hacia abajo dentro del tanque de almacenamiento de agua caliente. Dado que esta capa de agua caliente naturalmente se resiste a fluir hacia abajo, el "tapón" de agua caliente alrededor de la parte superior del tanque efectivamente desacelera el flujo del termosifón aún más. Nuevamente, la ineficiencia en la recolección térmica aumenta al incrementarse la cantidad de agua caliente.
Los sistemas conocidos de la técnica anterior de sistemas solares de calentamiento de agua, incluyendo aquellos descritos en las patentes Ishibashi y Zinn tienen la tubería de retorno de agua más fría ubicada a un lado del panel de calentamiento de agua. Esta ubicación para la tubería de retorno de agua más fría impide el flujo del termosifón debido a que sus recorridos horizontales, que impiden los movimientos naturales hacia arriba o hacia abajo del flujo del termosifón, siendo entonces necesarios a través del ancho del panel(es) solar(es) de calentamiento de agua. En los sistemas solares de calentamiento de agua de la técnica anterior, no sólo el agua más fría, que quiere hundirse, tiene que viajar horizontalmente a través de la longitud del tanque de almacenamiento de agua caliente antes de encontrar la salida que conduce hacia el panel, sino que una vez alcanzado el fondo del panel, el agua más fría debe viajar horizontalmente de nuevo a través del ancho del panel antes de alcanzar la tubería de calentamiento más distante. De este modo, en los sistemas solares de calentamiento de agua de la técnica anterior, sólo unas pocas de las tuberías de calentamiento cerca de la entrada del colector inferior y la salida del colector superior funcionaban con una eficiencia de recolección de calor máxima. En consecuencia, una porción significativa de un panel solar de calentamiento de agua ubicado a una distancia de la entrada y la salida del colector experimentaban estancamiento o flujo retardado.
La patente de los Estados Unidos Nº 4.724.826, publicada el 16 de Febrero de 1988, en otra solicitud archivada por Toshiaki Muramatsu ("la patente Muramatsu `826"), así como la patente Muramatsu `885, describe un sistema de dos fases en el cual un fluido de trabajo, gasificado por medio de radiación solar en una porción de evaporación de la tubería de calentamiento, conduce el calor a una porción de condensación de la tubería de calentamiento donde el fluido de trabajo vuelve a la fase líquida. En los calentadores solares de agua descritos en las patentes Muramatsu `885 y `826, los fluidos gaseosos conductores del calor se elevan hacia arriba mientras que los fluidos de calentamiento condensados descienden hacia abajo en contracorriente dentro de una multiplicidad de canales paralelos sellados herméticamente incluidos en un panel solar a modo de placa. En los sistemas descritos en las patentes Muramatsu `885 y `826, el fluido de calentamiento, aparentemente freón o un fluido de trabajo similar sellado dentro del absorbente de calor a modo de placa, debe aislarse del agua a calentar en el tanque de almacenamiento de agua caliente. Por lo tanto, en los sistemas descritos en las patentes Muramatsu `885 y `826, el agua en el tanque de almacenamiento se calienta de forma indirecta a través de conducción mientras pasa a través de un intercambiador de calor que también contiene el fluido de trabajo, o un líquido de trabajo intermediario calentado por medio del primer fluido de trabajo gaseoso.
La patente US-A-2.247.830 describe un dispositivo para utilizar energía solar del tipo en donde un líquido de absorción de rayos circula en convección entre medios de absorción de calor y una reserva de dicho líquido en relación de intercambio de calor con medios de utilización de calor, un elemento de absorción de calor que incluye un par de tubos, uno colocado dentro del otro y en comunicación en un extremo del mismo, estando el más exterior de dichos tubos cerrado en dicho extremo, estando los otros extremos de dichos tubos abiertos para proporcionar el flujo de entrada y el flujo de salida de dicho líquido, con un tercer tubo rodeando al más exterior de dichos tubos y sellado al mismo adyacente a los extremos opuestos del mismo para proporcionar un espacio vacío entre los mismos, extendiéndose una reserva de dicho líquido por encima y en comunicación con los extremos abiertos de ambos tubos de dicho par para mantener dichos tubos llenos de dicho líquido, y medios para concentrar los rayos solares en dichos tubos para calentar dicho líquido y circular dicho líquido de forma convencional entre dicha reserva y dichos tubos.
Los paneles solares de agua caliente existentes de la técnica anterior también son susceptibles a daño mecánico si el agua en las tuberías de calentamiento se congela y resquebraja las tuberías de calentamiento. Algunos sistemas de la técnica anterior han tratado este problema a través de un sistema indirecto en el cual la radiación solar calienta una solución anticongelante en las tuberías de calentamiento, o se calienta en la porción de condensación de las tuberías de calentamiento. La solución anticongelante caliente circula entonces a través de un intercambiador de calor ubicado en el tanque de almacenamiento de agua caliente para calentar el agua. Este tipo de sistema solar de calentamiento de agua es ineficiente debido a que el agua se calienta sólo indirectamente por medio de la solución anticongelante. En consecuencia, este sistema solar de calentamiento indirecto de agua calienta menos agua que los sistemas solares de calentamiento directo de agua en los que el agua que se está calentando circula a través de las tuberías de calentamiento. Por otra parte, los sistemas solares de calentamiento indirecto de agua son más caros y complicados que los sistemas solares de calentamiento directo de agua, y requieren un mantenimiento que incluye un rellenado regular de cualquier solución de líquido de trabajo anticongelante intermediario que se emplee.
La patente JP-A-58024763 describe un sistema solar de calentamiento de agua que comprende un núcleo colector de calentamiento solar de agua y un tanque de almacenamiento de agua caliente, en cuyo extremo inferior se une el núcleo o un panel solar de calentamiento de agua a cuya porción inferior se une el núcleo, comprendiendo el núcleo colector de calentamiento solar de agua:
una pluralidad de tuberías de calentamiento huecas, teniendo cada tubería de calentamiento un eje longitudinal y un interior que está rodeado por un pared exterior; dichas tuberías, cuando se montan para formar el núcleo colector, se colocan de forma que los ejes longitudinales están dispuestos sustancialmente paralelos unos respecto a los otros; estando dichas tuberías de calentamiento inclinadas hacia la horizontal cuando se usan con un extremo superior de cada tubería de calentamiento estando elevado por sobre un extremo inferior de cada tubería de calentamiento; estando el extremo inferior de cada tubería de calentamiento elevado por encima de un extremo inferior de cada tubería de calentamiento; estando el extremo inferior de cada tubería de calentamiento cerrado, y el extremo superior de cada tubería de calentamiento estando abierto y extendiéndose directamente hacia, abriéndose en, y comunicando directamente con el tanque de almacenamiento de agua caliente o con la porción inferior del panel solar de calentamiento de agua.
Descripción de la invención
Es por lo tanto un objetivo de esta invención proporcionar un sistema solar de calentamiento de agua mejorado que reduce las ineficiencias inherentes a los sistemas de flujo de termosifón de la técnica anterior.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema solar de calentamiento de agua de circulación de termosifón mejorado que reduce los flujos horizontales por medio de una conexión directa, hacia arriba de las tuberías de calentamiento que permite que el agua caliente fluya naturalmente y sin impedancia innecesaria hacia el nivel inferior del tanque de almacenamiento de agua caliente.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema solar de calentamiento de agua de circulación de termosifón mejorado que reduce los flujos horizontales al tener tuberías de retorno del agua más fría directas, hacia abajo, separadas y ubicadas centralmente.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema solar de calentamiento de agua de circulación de termosifón mejorado que tenga físicamente separados los flujos hacia arriba y hacia abajo evitando así la resistencia, la turbulencia y la mezcla entre flujos en direcciones opuestas.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema solar de calentamiento de agua de circulación de termosifón mejorado que tiene pérdidas de calor nocturnas reducidas.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema solar de calentamiento de agua de circulación de termosifón mejorado que resista las temperaturas de congelación sin daños, aunque reteniendo altas eficiencias y simplicidad de uso.
Por lo tanto, una forma de la presente invención comprende un núcleo solar colector de calentamiento de agua (106) adaptado para la incorporación en un sistema solar de calentamiento de agua (100) por medio de la unión a una porción inferior (125) de un tanque de almacenamiento de agua caliente (104). El núcleo colector de calentamiento solar de agua (106) incluye una pluralidad de tuberías de calentamiento huecas (108), teniendo cada tubería de calentamiento (108) un eje longitudinal (112) y un interior que está rodeado por una pared exterior (114). Las tuberías de calentamiento (108), cuando se montan para formar el núcleo colector (106), se colocan de forma que los ejes longitudinales (112) se disponen sustancialmente paralelos unos a otros con las tuberías de calentamiento (108) inclinadas a la horizontal con un extremo superior (118) de cada tubería de calentamiento (108) estando elevado sobre un extremo inferior (122). El extremo inferior (122) de cada tubería de calentamiento (108) está cerrado, y el extremo superior (118) de cada tubería de calentamiento (108) está abierto y está adaptado para extenderse directamente a, abrirse en, y comunicar directamente con un nivel inferior (134) del tanque de almacenamiento de agua caliente (104), o con la porción inferior (193) del panel solar de calentamiento de agua (102).
El núcleo colector de calentamiento solar de agua (106) incluye además una tubería de retorno de agua más fría (116) encerrada entre la pared exterior (114) de cada tubería de calentamiento (108). La tubería de retorno del agua más fría (116) dentro de cada tubería de calentamiento (108) tiene un área de sección transversal interna que es aproximadamente igual a un tercio (1/3) a un medio (1/2) de un área de sección transversal interna de la pared exterior (114) de las tuberías de calentamiento (108). Cada tubería de retorno de agua más fría tiene una longitud que es ligeramente más larga que una longitud de la pared exterior (114) de las tuberías de calentamiento (108) de forma que la abertura (132) de la tubería de retorno de agua más fría (116) se extiende más allá del extremo superior abierto (118) de la pared exterior (114). En consecuencia, el extremo superior (118) de la tubería de retorno de agua más fría (116) se extiende dentro y comunica directamente con el nivel inferior (134) del tanque de almacenamiento de agua caliente (104), o con la porción inferior (193) del panel solar de calentamiento de agua (102). El extremo inferior (122) de cada tubería de retorno de agua más fría (116) está perforado de forma que el fluido puede fluir hacia fuera desde dentro del extremo inferior (122) de cada tubería de retorno del agua más fría (116) hacia la pared exterior (114) que rodea dicha tubería de calentamiento (108).
En regiones geográficas que experimentan temperaturas de congelamiento, las tuberías de retorno de agua más fría (116) están preferentemente fabricadas de un material compresible para absorber la presión de congelamiento de la formación de hielo durante los períodos fríos sin dañar el núcleo colector (106).
En una realización de la presente invención las tuberías de calentamiento (108) están térmicamente unidas a una lámina de conducción de calor (152). Una cara superior (154) de las tuberías de calentamiento (108) y de la lámina de conducción de calor (152) tiene una superficie de absorción de calor mientras que una cara inferior (156) de la lámina de conducción de calor (152) tiene una superficie reflectante del calor. En otra realización de la presente invención las tuberías de calentamiento (108) están suspendidas levemente por sobre una lámina (152) que tiene una superficie superior reflectante del calor (154) y una cara inferior (156). La lámina (152) en esta otra realización está preferentemente corrugada paralela a las tuberías de calentamiento (108) con las tuberías de calentamiento (108) ubicadas en el centro del foco las corrugaciones, y sólo las tuberías de calentamiento (108) tienen una superficie de absorción de calor.
En una aplicación alternativa de la invención las tuberías de calentamiento (108) del núcleo colector (106) se extienden dentro del colector de fondo (192) de un panel solar de calentamiento de agua (102) existente. Añadir un núcleo colector (106) a un panel solar de calentamiento de agua (102) existente refuerza la capacidad del sistema solar de calentamiento de agua existente. El núcleo colector (106) también actúa como una trampa para sedimentos que mantiene el colector de fondo (192) limpio.
Debido a que la circulación de termosifón es inherentemente débil y es susceptible a ser desacelerada por flujos horizontales, u otras resistencias tales como curvas y codos, la eliminación de dichas obstrucciones mejora notablemente la eficiencia de recolección de calor. La ventaja obtenida por medio de la colocación de la salida de las tuberías de calentamiento (108) en el nivel inferior del tanque de almacenamiento de agua caliente, apuntando hacia arriba tal como forma parte de la presente invención no se reconoce en la patente Zinn donde las tuberías de entrada de agua caliente se hallan en la parte más superior del tanque de almacenamiento de agua caliente apuntando hacia abajo. El flujo directo hacia abajo del agua más fría desde el nivel inferior del tanque de almacenamiento de agua caliente a través de las tuberías de retorno de agua más fría (116) hasta el extremo inferior del panel solar de calentamiento de agua (102) también mejora significativamente la eficiencia de recolección.
Estas y otras características, objetos y ventajas se entenderán o serán evidentes para aquellos entendidos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada de la realización preferida como se ilustra en las diversas figuras dibujadas.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 0 es una vista en perspectiva de un sistema solar de calentamiento de agua de la técnica anterior que reproduce la Figura 8 de la patente Ishibashi.
La Figura 1A es una vista en perspectiva parcialmente en sección de un sistema solar de calentamiento de agua completo según la presente invención que tiene un núcleo colector (106) que incluye una pluralidad de tuberías de calentamiento (108) unidas directamente a un tanque de almacenamiento de agua caliente (104) aislado.
La Figura 1B es una vista en perspectiva parcialmente en sección de un sistema solar de calentamiento de agua completo según la presente invención que tiene un núcleo colector (106') que incluye una pluralidad de tuberías de calentamiento (108') unidas a un colector inferior (192) ubicado en la porción inferior de un panel solar de calentamiento de agua (102') existente.
La Figura 2A es una vista lateral en elevación en sección transversal del sistema solar de calentamiento de agua tomada a lo largo de la línea 2A-2A de la Figura 1A que muestra la conexión directa entre el núcleo colector (106) de las tuberías de calentamiento (108) y una porción inferior del tanque de almacenamiento de agua caliente (104).
La Figura 2B es una vista lateral en elevación en sección transversal del sistema solar de calentamiento de agua tomada a lo largo de la línea 2B-2B de la Figura 1B que muestra el núcleo colector (106') de las tuberías de calentamiento (108') unido al colector de fondo (192) de un panel solar de calentamiento de agua (102') existente.
La Figura 3A es una vista lateral en elevación en sección transversal en detalle del núcleo colector (106) del sistema solar de calentamiento de agua tomada a lo largo de las líneas 3A-3A en la Figura 2A mostrando la conexión de las tuberías de calentamiento (108) con la porción inferior del tanque de almacenamiento de agua caliente (104), y también mostrando las perforaciones que agujerean un extremo inferior (122) de una tubería de retorno de agua más fría (116).
La Figura 3B es una vista lateral en elevación en sección transversal en detalle del núcleo colector (106') del sistema solar de calentamiento de agua tomada a lo largo de las líneas 3B-3B en la Figura 2B mostrando la unión de las tuberías de calentamiento (108') al fondo del colector (192) de un panel solar de calentamiento de agua (102') existente, y mostrando también las perforaciones que agujerean un extremo inferior (122') de una tubería de retorno de agua más fría (116').
La Figura 4A es una vista transversal en elevación, en sección transversal a través de las tuberías de calentamiento (108) tomada a lo largo de la línea 4A-4A en la Figura 2A mostrando el tanque de almacenamiento de agua caliente (104) en el fondo, y una sección transversal detallada a través del núcleo colector (106) dispuesto sobre una superficie reflectante (142) con las tuberías de calentamiento (108) ubicadas en el foco de las corrugaciones (144) formadas en la superficie reflectante (142).
La Figura 4B es una vista transversal en elevación, en sección transversal a través de las tuberías de calentamiento (108') tomada a lo largo de la línea 4B-4B en la Figura 2B mostrando el panel solar de calentamiento de agua (102') en el fondo, y una sección transversal en detalle a través del núcleo colector (106') con las tuberías de calentamiento (108') térmicamente unidas a una lámina de conducción de calor (152').
La Figura 5A es una vista transversal en elevación, en sección transversal tomada a lo largo de la línea 5A-5A en la Figura 4A mostrando la disposición de las tuberías de calentamiento (108) en el foco de las corrugaciones (144) formadas en la superficie reflectante (142).
La Figura 5B es una vista transversal en elevación, en sección transversal tomada a lo largo de la línea 5B-5B en la Figura 4A mostrando la unión térmica de las tuberías de calentamiento (108') a la lámina de conducción de calor (152').
Mejor forma de realizar la invención
La Figura 1A describe un sistema solar de calentamiento de agua según la presente invención referida por medio de la referencia numérica general 100. El sistema solar de calentamiento de agua 100 incluye un panel solar de calentamiento de agua 102 directamente conectado a un tanque de almacenamiento de agua caliente aislado 104. El panel solar de calentamiento de agua 102 incluye un núcleo colector 106 montado a partir de una pluralidad de tuberías de calentamiento 108. Las tuberías de calentamiento 108 tienen ejes longitudinales 112 que están dispuestos sustancialmente paralelos. Las tuberías de calentamiento 108 están preferentemente espaciadas de forma equidistante como se indica en la Figura 1A. En una forma sumamente preferida, las tuberías de calentamiento 108 tienen centros espaciados a aproximadamente 90 mm, a pesar de que este espaciamiento puede variarse para ajustarse a circunstancias particulares. El panel solar de calentamiento de agua 102 tiene un ancho preferentemente de 945 cm, y excluyendo el tanque de almacenamiento de agua caliente 104, tiene una longitud preferentemente de 1750 cm.
Cada tubería de calentamiento 108 tiene una pared exterior 114, mejor ilustrada en la Figura 5A, que rodea una tubería más pequeña de retorno de agua más fría 116. La pared exterior 114 de cada tubería de calentamiento 108 puede estar formada, por ejemplo, de acero galvanizado, acero inoxidable, cobre o similar de 25 mm u otro diámetro interno adecuado. Cada tubería de retorno de agua más fría 116 está hecha de PVC, PB u otro material compresible. La tubería de retorno de agua más fría 116 de cada tubería de calentamiento 108 tiene un área interna de sección transversal que es aproximadamente igual a un tercio (1/3) a un medio (1/2) de un área interna de sección transversal dentro de la pared exterior 114 de la tubería de calentamiento 108. Para una tubería de calentamiento 108 cuya pared exterior 114 tiene un diámetro interno de 25 mm, la tubería de retorno de agua más fría 116 preferentemente tiene un diámetro interno de aproximadamente 15 mm. Las tuberías de calentamiento 108 que forman el núcleo colector 106 están adaptadas para estar inclinadas a la horizontal cuando se usan con un extremo superior abierto 118 de la tubería de calentamiento 108 estando elevado sobre un extremo cerrado inferior 122 de cada tubería de calentamiento 108. Cada tubería de retorno de agua más fría 116 tiene una longitud que es ligeramente más larga que la longitud de la pared exterior 114 que rodea la tubería de calentamiento 108. El extremo inferior 122 de cada tubería de retorno de agua más fría 116, por ejemplo, aproximadamente 200 mm, está perforado con una pluralidad de aberturas 124, mejor ilustradas en la Figura 3A. Las aberturas 124 permiten un fácil pasaje del agua entre la tubería de retorno de agua más fría 116 interna y la pared exterior 114 de la tubería de calentamiento 108.
Como se ilustra mejor en la Figura 3A, el extremo superior 118 de la pared exterior 114 de cada tubería de calentamiento 108 introduce una porción inferior 125 del tanque de almacenamiento de agua caliente 104 y termina el vaciado con una superficie interna 126 del tanque de almacenamiento de agua caliente 104. La tubería de retorno de agua más fría 116 sobresale aproximadamente 90 mm dentro del tanque de almacenamiento de agua caliente 104. Esta separación física de 90 mm entre una abertura 128 de la pared exterior 114 de la tubería de calentamiento 108 dentro del tanque de almacenamiento de agua caliente 104 y una abertura 132 de la tubería de retorno de agua más fría 116 que se extiende en un nivel inferior 134 dentro del tanque de almacenamiento de agua caliente 104 asegura que el agua caliente entrante que sube no será succionada nuevamente dentro de la tubería de retorno de agua más fría 116.
Como se ilustra en la Figura 3A, la abertura 132 de la tubería de retorno de agua más fría 116 es adyacente al fondo del tanque de almacenamiento de agua caliente 104 que asegura que sólo el agua más fría, que está estratificada en el fondo del tanque de almacenamiento de agua caliente 104, se succiona nuevamente hacia el extremo inferior 122 de las tuberías de calentamiento 108 para recalentarse. El extremo inferior de cada tubería de calentamiento 108 está cerrada por una válvula de drenaje 136, como se ilustra en las Figuras 1A y 2A, o un tapón 138, como se ilustra en la Figura 3A. Cerrar cada tubería de calentamiento 108 individual con la válvula de drenaje 136 facilita el purgado de los sedimentos de las tuberías de calentamiento 108 que se precipitan en el extremo inferior 122.
Como se ilustra mejor en las Figuras 4A y 5A, en una realización las tuberías de calentamiento 108 se colocan aproximadamente 25 mm por encima de una superficie corrugada altamente reflectante 142, tal como una lámina de aluminio reflectante u otra lámina de metal reflectante que tenga una superficie superior e inferior reflectantes. La superficie reflectante 142 está formada para colocar las tuberías de calentamiento 108 en los centros de los focos de las corrugaciones 144. En esta realización del panel solar de calentamiento de agua 102, la pared exterior 114 completa de las tuberías de calentamiento 108 tiene superficies solares absorbentes de calor de forma que, dispuesto en una ubicación tal con respecto a la superficie reflectante 142, las tuberías de calentamiento 108 reciben y absorben la máxima radiación solar directa y reflejada a lo largo del día. Este panel solar de calentamiento de agua 102 de tuberías de calentamiento 108 sobre la superficie reflectante 142 puede dejarse expuesto al sol ya sea sin cristales o encajonado dentro de una cubierta de cristal transparente 146 y un revestimiento aislante 148 como se ilustra en la Figura 1A.
Una porción del panel solar de calentamiento de agua 102 se extiende por debajo del revestimiento 148 en la ilustración de la Figura 1A describe una realización alternativa del núcleo colector 106 en el cual cada tubería de calentamiento 108 está unida en buen contacto térmico con una lámina de conducción de calor 152. En una forma sumamente preferida, la hoja 152 comprende una lámina de metal preferentemente corrugada de forma que una cara superior 154, que en el uso enfrenta al sol, forma una superficie solar altamente absorbente del calor mientras que una superficie inferior 156 de la lámina de metal tiene una superficie reflectante. Un procedimiento preferido para obtener la cara superior absorbente de calor 154 es pintar la cara superior 154 de la lámina de metal y de la pared exterior 114 de las tuberías de calentamiento 108 con una pintura negra mate adecuada o un material absorbente selectivo, y enfrentar la cara inferior 156 de la lámina de metal con una lámina de plata reflectante. La lámina 152 preferentemente se forma, como se conocen en la técnica, para capturar la máxima cantidad de radiación solar al desplazarse el sol por el cielo.
El núcleo colector 106 puede estar expuesto, o alojarse una parte o por completo dentro del revestimiento 148 como en las Figuras 1A a 4A. El revestimiento 148 tiene una cubierta transparente 146 que puede típicamente ser de cristal o similar. Cuando el núcleo colector 106 se ubica dentro del revestimiento 148 de forma que la cubierta de cristal 146 enfrenta al sol, radiación solar, que pasa a través de la cubierta de cristal 146, se absorbe por medio de la superficie absorbente de la pared exterior 114 de las tuberías de calentamiento 108, y por medio de la cara superior 154 de la lámina 152 si la lámina 152 está térmicamente unida a la pared exterior 114. La absorción de radiación solar por medio de la pared exterior 114 de la tubería de calentamiento 108, y también posiblemente por medio de la lámina 152, calienta el agua dentro de la pared exterior 114 de las tuberías de calentamiento 108.
Como se ilustra en la Figura 5A, la cubierta plana de cristal 146 puede alternativamente estar provista por medio de tubos de vidrio huecos, indicados por líneas de trazos en la Figura 5A, que encierran individualmente la pared exterior 114 de cada tubería de calentamiento 108. El vidriado tubular tal como se ilustra en la Figura 5A, a pesar de ser comparativamente caro, recolecta y concentra más calor con ángulos de sol bajos.
En cada realización, cuando las tuberías de calentamiento 108 se calientan, el agua entre la pared exterior 114 y la tubería de retorno de agua más fría 116 sube al tanque de almacenamiento de agua 104. El agua más fría que se ubica en el fondo del tanque de almacenamiento de agua 104 se succiona dentro de la tubería de retorno de agua más fría 116 y fluye hacia abajo dentro de la tubería de retorno de agua más fría 116 para reemplazar el agua caliente que sube. El agua más fría fluye entonces hacia fuera a través de las aberturas 124 en el extremo inferior 122 de la tubería de retorno de agua más fría 116 hacia la pared exterior 114, y se calienta a su vez y comienza a subir dentro de la pared exterior 114.
Como puede verse particularmente a partir de la Figura 2A, la pared exterior 114 de cada tubería de calentamiento 108 se extiende hasta y se abre dentro del tanque de almacenamiento de agua 104 aislado cerca del fondo del tanque de almacenamiento de agua 104. Consecuentemente, debido a que la tubería de calentamiento 108 comunica con el tanque de almacenamiento de agua 104 el agua calentada dentro de la tubería de calentamiento 108 sube sin interrupción dentro del tanque de almacenamiento de agua 104 evitando de este modo el "tapón" de congestión de agua caliente en el nivel superior del tanque de almacenamiento de agua 104 por medio de la entrada por debajo del nivel del "tapón" de agua caliente. El agua caliente que entra en el tanque de almacenamiento de agua 104 por lo tanto no es retardada en su circulación porque no hay flujos horizontales o curvas o longitudes superfluas de tuberías ya sea en partes hacia arriba o hacia debajo de la circulación de termosifón. Por lo tanto, el calor capturado por el agua en la tubería de calentamiento 108 se transfiere directamente al agua en el tanque de almacenamiento de agua 104 con una mínima pérdida de calor.
A pesar de que hay una menor pérdida de conducción de calor por la noche debido a la conexión cercana entre el fondo del tanque de almacenamiento de agua 104 y las tuberías de calentamiento 108, esta pérdida de calor se reduce debido al efecto de estratificación del agua en el tanque de almacenamiento de agua 104 que actúan como capas de aislamiento. Sólo el agua en el nivel inferior 134 del tanque de almacenamiento de agua 104 cerca de la tubería de calentamiento 108 se enfría levemente, pero esto es más que recuperado por medio de la eficiencia de recolección mejorada durante el día. Dado que la lámina 152, que forma la mayor área de superficie expuesta al cristal, no se halla en contacto térmico directo con el tanque de almacenamiento de agua 104, la pérdida de calor es despreciable. La ubicación del núcleo colector 106 por debajo del tanque de almacenamiento de agua 104 también evita la circulación en reversa por la noche cuando el panel irradia calor hacia el cielo nocturno. Sólo el agua dentro de la tubería de calentamiento 108 se enfría durante el tiempo de radiación nocturna, y dado que esta agua fría no puede descender más, no hay circulación en reversa cuando el sol no brilla. En consecuencia, por la noche, el agua caliente en el tanque de almacenamiento de agua 104 aislado permanece caliente y no fluye dentro del núcleo colector 106 frío por debajo.
En consecuencia no hay flujo horizontal en absoluto en este núcleo colector solar 106, conduciendo así a muy altas eficiencias en la circulación de termosifón. Como el agua se vuelve cada vez más caliente hacia la tarde, el diferencial de temperatura entre la parte superior y el fondo del tanque de almacenamiento de agua se hace menor y menor. De forma similar, el diferencial de temperatura entre el agua caliente entre la pared exterior 114 de la tubería de calentamiento 108 y el agua más fría en la tubería de retorno del agua más fría 116 se hace menor y menor. Si la tubería de retorno del agua más fría 116 estuviera lateralmente desplazado como en la técnica anterior, por ejemplo a un lado del panel solar de calentamiento de agua 102, en lugar de estar directamente dentro de las tuberías de calentamiento 108, el flujo de termosifón se frenaría considerablemente en la tarde debido al flujo horizontal ejecutado y al reducido diferencial de temperatura. La presente invención no sufre de este flujo reducido en la tarde ya que no existe flujo horizontal. Por lo tanto, el flujo de termosifón ocurre de forma eficiente a lo largo de todo el día.
El flujo de termosifón no es sólo inherentemente débil, sino que su movimiento natural es directamente hacia arriba o directamente hacia abajo, contando solamente con la diferencia de densidades entre el agua caliente y la relativamente más fría. Por lo tanto, un impedimento a su libre flujo hacia arriba o hacia abajo tal como un recorrido horizontal ejecutado reduce mucho la eficiencia global del sistema solar de calentamiento de agua. Como se ilustra en la Figura 5A, la subida del agua caliente 158 fluye entre la pared exterior 114 y la tubería de retorno de agua más fría 116 de la tubería de calentamiento 108, mientras que el agua más fría 159 se hunde dentro de la tubería de retorno de agua más fría 116.
Mediante la presente invención puede obtenerse un considerable aumento en la eficiencia del flujo de termosifón. Los sistemas permite que el agua caliente 158 fluya hacia arriba suavemente y directamente sin ninguna torsión ineficiente o flujo horizontal, y permite que el flujo de retorno hacia abajo del agua más fría 159 sea similarmente directo y con absolutamente ningún componente de flujo horizontal.
Ubicar la tubería de retorno del agua más fría 116 dentro de la tubería de calentamiento 108 también permite reducir el ancho del panel solar de calentamiento de agua 102.
El agua fría entre en el tanque de almacenamiento de agua 104 desde un tanque de abastecimiento o conductores principales de suministro, no ilustrados aquí en ninguna de las Figuras, preferentemente a través de una válvula de flotador de bola 162 descrita en la Figura 1A. La válvula de flotador de bola 162 preferentemente tiene un deflector perforado de salida 164 para evitar la mezcla del agua fría con el agua caliente. El agua caliente es conducida a la parte superior del tanque de almacenamiento de agua 104 a través de una salida flotante 166 que asegura que la salida se halle siempre en el nivel más alto (el más caliente) del agua en el tanque de almacenamiento de agua 104.
El tanque de almacenamiento de agua 104, que incluye un rebosadero 172, está encerrado dentro de un alojamiento 174 que puede estar hecho de metal, tal como acero inoxidable o aluminio, o de un material plástico tal como fibra de vidrio. Como se ilustra en las Figuras 2A y 3A, una capa de aislamiento térmico 176 separa el alojamiento 174 del tanque de almacenamiento de agua 104. Una válvula-compuerta de entrada 182 y una válvula-compuerta de salida 184 también están encerradas entre el alojamiento 174 y el tanque de almacenamiento de agua 104. Una línea 188 en la Figura 2A indica el nivel del agua dentro del tanque de almacenamiento de agua 104 en la orientación del sistema solar de calentamiento de agua 100 en su posición inclinada.
Las Figuras 1B a 5B describen una realización alternativa del núcleo colector 106 instalado como un propulsor que está conectado al colector de fondo 192 ubicado en una porción inferior 193 de un panel solar de calentamiento de agua existente 102 para aumentar el calentamiento. Los elementos descritos en las Figuras 1B-5B que son comunes al sistema solar de calentamiento de agua 100 representado en las figuras 1A-5A tienen las mismas referencias numéricas con la distinción de un apóstrofe ("'") de designación. En la representación de la figura 1B, el panel solar de calentamiento de agua 102' utiliza una lámina 152' que está unida con un buen contacto térmico a una pared externa 194 de los conductos de calentamiento 196. La lámina 152' preferiblemente comprende una lámina de metal que tiene una cara superior 154', que en la práctica está encarada con el sol, y una cara inferior 156'. La cara superior 154' y una cara superior de los conductos de calentamiento 196 están pintadas con una pintura negra mate adecuada o un material absorbente selectivo para hacerlas absorbentes al calor. La cara inferior 156' de la lámina 152' está cubierta con una lámina de plata, haciendo de esta manera la cara inferior 156' reflectante al calor. Para retornar el agua más fría desde el tanque de almacenamiento de agua caliente 104' al colector inferior 192, el panel solar de calentamiento de agua existente 102' del tipo representado en las figuras 1B, 2B y 3B utiliza conductos de retorno separados de agua más fría 198 dispuestos en el interior de una capa de aislamiento 202 que está situado de manera centrada (si solamente hay un conducto de retorno) o distribuido de manera uniforme (si hay múltiples conductos de retorno) por debajo de la cara inferior 156'.
Las figuras 4B y 5B representan uniones térmicamente conductoras 204 entre la pared externa 114' del conducto de calentamiento 108' y la lámina 152' para el núcleo colector 106' representado en la figura 1B. La lámina 152' está formada con corrugaciones 206 conformadas para recibir la pared externa 114' de los conductos de calentamiento 108'. Los conductos de calentamiento 108' están unidos a las corrugaciones 206 para proporcionar una buena conductividad térmica entre la pared externa 114' de los conductos de calentamiento 108' y la lámina 152'. Los conductos de calentamiento 108' se pueden unir a las corrugaciones 206 de diferentes maneras, tal como con un material conductor epoxi, con sujeción mecánica, o mediante soldadura. Las uniones térmicamente conductoras 204 representadas en las figuras 4B y 5B que incluyen las corrugaciones 206 también se usan para unir la pared externa 114 de los conductos de calentamiento 108 a la lámina 152 que se representada debajo de la carcasa 148 en la figura 1A. Tal como se representa en las figuras 2B y 3B, la cara superior 154' de la lámina 152' incluida en la realización alternativa del núcleo colector 106 está preferiblemente cubierta con una cubierta de vidrio transparente 146'. De una manera similar, una capa de aislamiento térmico 176' está yuxtapuesto con la cara inferior 156' de la lámina 152'.
Aplicabilidad industrial
Los conductos de calentamiento 108 se pueden fijar al tanque de almacenamiento de agua caliente 104 o al colector inferior 192 del núcleo colector 106' de varias maneras diferentes. Por ejemplo, cada conducto de calentamiento 108 se puede soldar, acoplar con ajustes de compresión, sujetar o pegar al tanque de almacenamiento de agua caliente 104. Cada conducto de calentamiento 108 también se puede fijar de manera similar al colector inferior 192 del núcleo colector 106' de estas mismas maneras, o se puede enroscar en un casquillo 212 previsto mediante un acoplamiento 214, tal como se representa en la figura 3B. El enroscado de cada conducto de calentamiento 108 en el casquillo 212 junto con el uso de las corrugaciones 144 y la superficie reflectante 142 de la lámina 152, que se representan en las figuras 4A y 5A, particularmente facilita el envío del núcleo colector 106 y su montaje en lugares remotos. La presente invención preferiblemente incluye los conductos de retorno de agua más fría 116 encerrados en el interior de conductos de calentamiento 108 para facilitar el paso de flujo de contracorriente de agua caliente que se eleva 158 y agua más fría que desciende 159 sin mezclas ni turbulencias. Sin embargo, si los conductos de retorno de agua más fría 116 se retiran del interior de los conductos de calentamiento 108, el flujo de termosifón todavía provoca que el agua caliente 158 se eleve sin interrupción en el interior del tanque de almacenamiento de agua caliente 104, y el agua más fría 159 en la porción inferior 193 del tanque de almacenamiento de agua caliente 104 se succione al interior de la mitad inferior de los conductos de calentamiento 108. El agua más fría 159 succionada en los conductos de calentamiento 108 fluye a continuación hacia abajo en el interior de la mitad inferior de los conductos de calentamiento 108 pasada el agua caliente que se eleva 158, a la cual reemplaza el agua más fría 159. De esta manera, en este núcleo colector 106 que no tiene conductos de retorno de agua más fría 116, el agua más fría 159 que alcanza el extremo inferior 122 de los conductos de calentamiento 108, se calienta a su vez, y a continuación se eleva hacia el tanque de almacenamiento de agua caliente 104 en la mitad superior de los conductos de calentamiento 108. Esta realización alternativa del núcleo colector 106 sin los conductos de retorno del agua más fría 116 también evita los flujos horizontales que impiden de manera significativa el flujo de termosifón, y, en correspondencia, reducen la eficiencia de recogida térmica.

Claims (12)

1. Sistema solar de calentamiento de agua (100), que comprende un núcleo solar de recogida de calentamiento de agua (106) y un tanque de almacenamiento de agua caliente (104), en cuyo extremo inferior está unido el núcleo (106), o un panel solar de calentamiento de agua (102) a cuya porción inferior está unido el núcleo (106), comprendiendo el núcleo solar de recogida de calentamiento de agua (106):
una pluralidad de conductos de calentamiento huecos (108), teniendo cada conducto de calentamiento (108) un eje longitudinal (112) y un interior que está rodeado por una pared externa (114); estando dispuestos dichos conductos de calentamiento (108), cuando se montan para formar el núcleo de recogida (106), de manera que los ejes longitudinales (112) están dispuestos substancialmente paralelos entre sí; estando dichos conductos de calentamiento (108) inclinados respecto a la horizontal cuando están en uso, con un extremo superior (118) de cada conducto de calentamiento (108) elevado sobre un extremo inferior (122) de cada conducto de calentamiento (108), estando cerrado el extremo inferior (122) de cada conducto de calentamiento, caracterizado por el hecho de que el extremo superior (118) de cada conducto de calentamiento (108) está abierto y se extiende directamente, se abre, y se comunica directamente con un nivel inferior (134) del tanque de almacenamiento de agua caliente (104) o con la porción inferior (193) del panel solar de calentamiento de agua (102); y
una pluralidad de conductos de retorno de agua más fría huecos (116), cada uno de los cuales está rodeado por la pared externa (114) de uno de los conductos de calentamiento (108); teniendo el conducto de retorno de agua más fría (116) en el interior de cada conducto de calentamiento (108) un área interna en sección transversal que es aproximadamente igual a entre un tercio (1/3) y la mitad (1/2) de un área interna en sección transversal de la pared externa (114) del conducto de calentamiento (108), y que tiene una longitud que es ligeramente más larga que una longitud de la pared externa (114) del conducto de calentamiento (108), de manera que el extremo superior abierto (118) del conducto de retorno de agua más fría (116) se extiende más allá del extremo superior abierto (118) de la pared externa (114), permitiendo así que el extremo superior (118) del conducto de retorno de agua más fría (116) se extienda y se comunique directamente con el nivel inferior (134) del tanque de almacenamiento de agua caliente (104) o con la porción inferior (193) del panel solar de calentamiento de agua (102); y el extremo inferior (122) de cada conducto de retorno de agua más fría (116) está perforado, de manera que el fluido puede fluir al exterior desde el interior del extremo inferior (122) de cada conducto de retorno de agua más fría (116) hacia la pared externa circundante (114) de dicho conducto de calentamiento (108).
2. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 1, en el que dichos conductos de calentamiento (108) están térmicamente unidos a una lámina térmicamente conductora (152), en la que una cara superior (154) de dicha lámina térmicamente conductora (152) y de dichos conductos de calentamiento (108) está provista de una superficie térmicamente absorbente, y en el que una cara inferior (156) de dicha lámina térmicamente conductora (152) está provista de una superficie térmicamente reflectante.
3. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 1, en el que dichos conductos de calentamiento (108) están dispuestos ligeramente por encima de una lámina (152) que tiene una cara superior térmicamente reflectante (154) y una cara inferior (156), y en el que dichos conductos de calentamiento (108) están provistos de una superficie térmicamente absorbente.
4. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 1, en el que dicho núcleo de recogida (106) también comprende una carcasa (148) que tiene una cubierta transparente (146) dispuesta sobre los conductos de calentamiento (108), y un aislamiento térmico (176) dispuesto por encima de los conductos de calentamiento (108).
5. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 1, en el que los conductos de calentamiento (108) están enroscados en casquillos (212) que están unidos a la porción inferior (125) del tanque de almacenamiento de agua caliente (104), o a la porción inferior (193) de otro panel solar de calentamiento de agua (102).
6. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 1, en el que los conductos de calentamiento (108) están unidos al colector inferior (192) del panel solar de calentamiento de agua (102).
7. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 1, en el que dichos conductos de retorno de agua más fría (116) están hechos de un material compresible para absorber la presión de congelación de la formación de hielo durante periodos fríos sin dañar al núcleo colector (106).
8. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 7, en el que dichos conductos de calentamiento (108) están térmicamente unidos a una lámina térmicamente conductora (152), en la que una cara superior de dicha lámina térmicamente conductora (152) y de dichos conductos de calentamiento (108) están provistas de una superficie térmicamente absorbente, y en el que una cara inferior (156) de dicha lámina térmicamente conductora (152) está provista de una superficie térmicamente reflectante.
9. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 7, en el que dichos conductos de calentamiento (108) están dispuestos ligeramente por encima de una lámina (152) que tiene una cara superior térmicamente reflectante (154) y una cara inferior (156), y en el que dichos conductos de calentamiento (108) están provistos de una superficie térmicamente absorbente.
10. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 7, en el que dicho núcleo de recogida (106) también comprende una carcasa (148) que tiene una cubierta transparente (146) dispuesta sobre los conductos de calentamiento (108), y un aislamiento térmico (176) dispuesto por encima de los conductos de calentamiento (108).
11. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 7, en el que los conductos de calentamiento (108) están enroscados en casquillos (212) que están unidos a la porción inferior (125) del tanque de almacenamiento de agua caliente (104), o a la porción inferior (193) de otro panel solar de
calentamiento de agua (102).
12. Sistema solar de calentamiento de agua según la reivindicación 7, en el que los conductos de calentamiento (108) están unidos al colector inferior (192) del panel solar de calentamiento de agua (102).
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