ES2264858A1 - Colector termico solar vertical y plano con aletas inclinadas 45 grados. - Google Patents

Abstract

Colector térmico solar. Los colectores térmicos incorporan una carcasa (1) a modo de caja, en cuyo seno se establece una capa (2) de material aislante, sobre ella una pluralidad de tubos (3) para circulación del fluido de transmisión térmica, y sobre éste tubo una superficie de captación de energía solar cubierta por una placa de cristal (7) que cierra la embocadura de la carcasa (1). La superficie de captación solar se materializa a veces en aletas paralelas a los tubos (3), de manera que los colectores térmicos sólo pueden disponerse con una determinada inclinación con respecto a la radiación solar, que habitualmente es la de un tejado, no siendo utilizables por su bajo rendimiento sobre fachadas y necesitando soportes de perfil angular para situarse sobre suelos. La invención consiste en disponer las aletas (5) a 45º con respecto al plano de los tubos (3), de manera que tanto cuando el colector se sitúa verticalmente como cuando se sitúa horizontalmente, dichas aletas adoptan una orientación óptima con respecto a la radiación solar (6).

Description

Colector térmico solar.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un colector térmico solar, del tipo de los que son utilizables tanto para la obtención de agua caliente sanitaria como para apoyo de una bomba de calor o de un suelo radiante.

El colector es del tipo de los que incorporan un emparrillado de tubos para circulación del fluido de transmisión térmica, asistido por aletas para captación de la radicación solar, que trasmiten el calor a dichos tubos, y consecuentemente al líquido que circula por los mismos.

El objeto de la invención es conseguir un colector térmico solar que pueda ser implantado tanto sobre paramentos horizontales como sobre paramentos verticales, en óptimas condiciones de captación solar.

Antecedentes de la invención

Convencionalmente los colectores térmicos solares están constituidos mediante una carcasa, a modo de cajón, generalmente de aluminio, con su fondo convenientemente termo-aislado mediante lana de roca u otro material aislante apropiado, estableciéndose sobre dicho material aislante una pluralidad de tubos, generalmente paralelos y de cobre, que relacionan un colector de entrada y un colector de salida asociados al correspondiente circuito de calentamiento de agua, situándose a su vez sobre dichos tubos una superficie de captación, en unos casos materializada en una placa paralela a dichos tubos y que está directamente soldada sobre los mismos, y en otras ocasiones en una pluralidad de aletas paralelas, que también están soldadas, directamente sobre los tubos en disposición paralela a los mismos, superficie de captación que generalmente está pintada de negro para mejorar dicha captación, complementándose el colector con una cubierta de vidrio que cierra de manera estanca la embocadura de la carcasa o
caja.

El rendimiento del colector viene determinado por el grado de aproximación a la perpendicular de los rayos solares con respecto a la superficie de captación, por lo que éstos colectores térmicos se sitúan generalmente sobre cubiertas de edificios, manteniendo la inclinación del tejado, o bien sobre superficies horizontales con la colaboración de armaduras de soporte que permiten que el colector propiamente dicho adopte una inclinación del orden de 45º.

Evidentemente es deseable que los colectores térmicos puedan disponerse sobre superficies horizontales, como por ejemplo sobre azoteas o incluso sobre el propio suelo, sin necesidad de soportes inclinatorios, y especialmente es deseable poder ubicar dichos colectores térmicos en fachadas de edificios, donde forzosamente han de adoptar una disposición vertical, lo que evidentemente repercute de forma muy negativa en el rendimiento del colector, al quedar su superficie de captación térmica formando un ángulo acusadamente obtuso con la radiación solar, que se aleja enormemente de la perpendicularidad óptima entre éstos parámetros, que se ha hecho mención con anterioridad. Por esta razón y a pesar de la amplia posibilidad de utilización que suponen las fachadas de los edificios, concretamente las orientadas al sur, no se están apenas utilizando para la implantación de colectores térmicos.

Descripción de la invención

El colector que la invención propone ha sido concebido y estructurado en orden a poder ser utilizado en disposición vertical sobre fachadas de edificios, en disposición horizontal sobre cubiertas planas o sobre el suelo y sobre cubiertas inclinadas, sin menoscabo de su rendimiento energético en lo que a captación de energía solar se refiere.

Para ello, de forma más concreta y a partir de la estructuración básica de un colector térmico solar de los anteriormente citados, el colector que se preconiza centra sus características en el hecho de que incorpora, como superficie de captación solar, una pluralidad de aletas en posición inclinada, concretamente situadas sobre imaginarios planos que forman ángulos de 45º con el plano general en el que quedan incluidos los tubos de circulación del fluido de transmisión térmica, de manera que aunque el panel o colector solar en su conjunto adopte una disposición vertical u horizontal, las citadas aletas de captación quedarán situadas en planos con respecto a los que la radiación solar es variable pero que, sin embargo, tiende al máximo grado de perpendicularidad, lo que repercute en un rendimiento óptimo, tan bueno como el que se consigue con los colectores térmicos convencionales cuando éstos se disponen sobre el plano inclinado de un tejado o similar.

De acuerdo con otra de las características de la invención se ha previsto la existencia de dos superficies de captación de la radiación solar, una la definida por las citadas aletas paralelas y oblicuas, y otra perimetral situada en correspondencia con los extremos de las aletas anteriores y con los colectores también extremos entre los que se establecen los tubos de circulación del fluido de captación y transmisión térmica.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra, según una representación esquemática en alzado frontal, un colector térmico solar realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.

La figura 2.- Muestra un detalle en perfil y en sección del colector de la figura anterior, en posición de trabajo vertical.

La figura 3.- Muestra una representación similar a la de la figura 2, pero en la que el colector trabaja en horizontal, por ejemplo apoyado sobre el suelo o sobre cualquier otra superficie horizontal.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el colector que se preconiza, como cualquier colector térmico solar de éste tipo, está constituido a partir de una caja prismático-rectangular (1), preferentemente de aluminio, por ejemplo con unas dimensiones de dos metros de larga por un metro de ancha, abierta por una de sus caras mayores, la que va a estar orientada hacia el sol, incorporando en su seno una gruesa capa (2) de un material termoaislante, como por ejemplo de lana de vidrio sobre la que se establecen una pluralidad de tubos (3), paralelos y sustancialmente próximos entre sí, que se extienden entre una pareja de colectores extremos (4-4'), que emergen al exterior de la carcasa (1) para permitir la conexión entre diferentes colectores y establecer así un circuito global de tamaño acorde con la cantidad de calor que se pretende absorber.

Como superficie de captación térmica se utiliza una pluralidad de aletas (5), que como también es convencional se fijan preferentemente mediante soldadura a los tubos (3), en disposición transversal con respecto a éstos últimos, pero con la especial particularidad, y sobre ello se centra la esencia de la invención, de que dichas aletas (5) forman un ángulo de 45º con respecto al plano general de los tubos (3), y consecuentemente con respecto al plano general del colector, como se observa especialmente en la figura (2), de manera que tanto cuanto dicho colector se fija a una fachada, en la disposición vertical mostrada en la figura 2, como cuando apoya sobre una superficie horizontal, de acuerdo con la representación de la figura 3, las aletas (5) ofrecen siempre la misma orientación con respecto a la radiación solar (6), concretamente una posición próxima a la perpendicularidad relativa, que es la más idónea para una óptima captación de la energía trasmitida por dicha radiación (6).

Solo resta señalar por último que, al objeto de potenciar al máximo la captación de energía solar, se ha previsto la existencia de una segunda superficie de captación, preferentemente de chapa de aleación tinox, materializada en parejas de aletas, no representadas en los dibujos, que enmarcan tanto los colectores extremos (4-4') como a las aletas (5) en correspondencia con los extremos libres de las mismas.

Por lo demás y como también es convencional, la embocadura de la carcasa (1) se cierra mediante una placa de vidrio transparente (7), que permitiendo el paso a su través de la radiación solar, minimiza las pérdidas de calor.

Claims (2)

1. Colector térmico solar, del tipo de los constituidos a partir de una carcasa prismático-rectangular y aplanada, abierta por una de sus caras mayores, donde se sitúa una placa de vidrio transparente, y provista en su fondo de una gruesa capa de material termoaislante sobre la que descansan una pluralidad de tubos para circulación de un fluido de transmisión térmica, establecidos entre dos colectores extremos, uno de entrada y uno de salida, y cuyos tubos están asistidos por aletas de captación térmica, caracterizado porque dichas aletas (5) se fijan a los citados tubos de circulación del fluido de transmisión térmica en una disposición inclinada, del orden de 45º, de manera que cuando los colectores se sitúan sobre una fachada, en posición vertical, o sobre el suelo, en disposición horizontal, las aletas (5) de captación térmica adoptan una orientación óptima con respecto a la radiación solar (6).

2. Colector térmico solar, según reivindicación 1ª, caracterizado porque las citadas aletas oblicuas a 45º (5) forman una primera superficie de captación, complementada con una segunda superficie de captación, materializada en parejas de aletas que enmarcan anterior y posteriormente a los colectores (4-4') y que enmarcan también a los extremos de las aletas (5), situándose inmediatamente por fuera de ellas.