ES2306594B1

ES2306594B1 - Disipador de colector solar.

Info

Publication number: ES2306594B1
Application number: ES200700355A
Authority: ES
Inventors: Juan Jose Rojo Sastre
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: ES2306594A1

Abstract

Disipador de colector solar, constituido por una cámara de evaporación (2) y otra de condensación (1), conectadas por varios tubos de disipación (4). La cámara de evaporación (2) contiene agua en su interior y está en contacto con el tubo colector (3), lo que permite disipar el calor acumulado en dicho tubo colector (3) a través del cambio de estado que se produce en el agua (10) de la cámara de evaporación (2). A medida que se va produciendo vapor, este se condensa en la cámara de condensación, lo que impide que se eleve la temperatura del vapor y así se consigue limitar la temperatura del tubo colector (3) de agua cuando se produce el fenómeno de estancamiento.

Description

Disipador de colector solar.

La presente invención se enmarca en el sector de la tecnología de los Colectores Solares, y mas concretamente al sector industrial encargado del diseño y fabricación de los Colectores Solares, con objeto de conseguir un equipo más fiable, y se refiere a un novedoso sistema de disipación del exceso de calor para Colectores Solares.

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Estado de la técnica

En todo colector solar, existe el problema del conocido "ESTANCAMIENTO". Cuando la energía captada por el colector no se utiliza en el circuito secundario porque no hay consumo de agua caliente, la energía solar produce un aumento de temperatura del agua del colector por encima de su punto de trabajo normal, alcanzando el agua, que está en los tubos del colector solar, una temperatura superior a los 150ºC lo que es perjudicial para la Instalación Solar. Este fenómeno se conoce como ESTANCAMIENTO.

El Estancamiento es particularmente problemático en climas de mayor temperatura ambiente y con más horas de sol.

Una de las soluciones que se ofrecen en el mercado para resolver este problema del ESTANCAMIENTO, es la de utilizar materiales mas resistentes, lo que acarrea el consiguiente aumento de coste. También se ofrece la posibilidad de arquear la placa de vidrio para producir una autorefrigeración, pero esto no resulta suficientemente efectivo. Otra opción es la de incorporar una válvula de refrigeración que desvía el agua del circuito primario a otro circuito que se refrigera por ventilación forzada por un aerogenerador, pero de esta manera se aumenta el número de piezas y de espacio que ocupa el conjunto y el costo del equipo.

La presente invención pretende ofrecer una solución novedosa a los problemas anteriormente expuestos y, como se ha mencionado anteriormente, son conocidos diversos trabajos con la misma intención, sin embargo ninguno de ellos, ni las invenciones registradas hasta la fecha, ofrecen la posibilidad de la incorporación de un dispositivo acoplado en el interior del colector solar que permite disipar el calor para evitar que la temperatura aumente mas de lo debido o deseado, con un bajo coste y sin aumentar el espacio ocupado por el conjunto.

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Descripción de la invención

El fundamento de la invención está basado en la incorporación al Colector Solar, de una cámara de evaporación excéntrica al tubo colector, común en todos los colectores solares, que se conecta a una cámara de condensación por unos tubos de silicona que llevan en su interior una válvula térmica. Con este sistema se permite disipar el calor por cambio de estado (vaporización) y disminuir la temperatura del tubo colector, que contiene el agua caliente, cuando se produce el fenómeno de estancamiento.

Las principales ventajas de la presente invención son, por una lado el bajo coste y la sencillez de fabricación. Por otro lado se permite controlar la subida excesiva de temperatura del tubo colector sin necesidad de incorporar ningún tipo de equipo externo a la caja del Colector Solar.

El agua de la cámara de ebullición se encuentra en contacto con el tubo colector que se calentará por el funcionamiento del equipo cuando brilla el Sol. En el caso de estancamiento, el agua del tubo colector se calentará y cuando llegue a 100ºC, se abre la válvula térmica y parte del agua de la cámara de ebullición pasará a vapor. El calor cedido al agua, para realizar el cambio de estado, refrigera el tubo colector, limitando su temperatura a las proximidades de los 100ºC, mientras haya agua líquida en la cámara. En la cámara de condensación, el vapor de agua vuelve a la fase líquida cediendo el calor de cambio de estado a la atmósfera, a través de la carcasa metálica del colector
solar.

Para complementar la descripción que antecede y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se va a realizar una descripción detallada de una realización preferida, en base a un juego de dibujos que acompañan a esta memoria descriptiva y en donde con carácter meramente indicativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La Figura 1 muestra una vista lateral esquemática del colector solar con el disipador de calor.

La Figura 2 muestra una vista en perspectiva del disipador de calor en el colector solar

La Figura 3 muestra una vista frontal esquemática del colector solar

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En las anteriores figuras las referencias numéricas corresponden a las siguientes partes y elementos.

1.: Cámara de condensación.

2.: Cámara de evaporación.

3.: Tubo colector.

4.: Tubo de disipación de silicona.

5.: Válvula térmica.

6.: Tubo caloportador.

7.: Placa Absorbente

8.: Cristal templado

9.: Lana de roca

10.: Agua.

Descripción detallada de una realización preferida

La invención consiste, tal y como se ve en las figuras 1, 2 y 3, en un equipo de disipación de calor insertado en el interior de un colector solar, formado por una cámara de evaporación (2), excéntrica al tubo colector (3), en cuyo interior hay una cierta cantidad de agua (10) suficiente para producir la disipación de calor. La cámara de evaporación (2) está conectada a varios tubos de disipación (4) con paredes de silicona, por los que asciende el vapor de agua producido por la transmisión de calor del tubo colector (3) al agua (10) de la cámara de vaporización (2), y por los que desciende también a su vez el vapor de agua condensada por la actuación de la cámara de condensación (1). Las paredes de los tubos de disipación (4), al ser de silicona, no actúan de puente térmico cuando el Colector Solar funciona dentro de su temperatura de trabajo. Al ser elásticas las paredes, estos tubos admiten las pequeñas variaciones de presión que se pueden producir y facilitan el proceso de montaje.

El colector solar, como todos los conocidos en el mercado, consta de una serie de tubos caloportadores (6) por donde se hace circular el agua. Al pasar por los tubos, el agua será calentada por la radiación solar que le llega a la placa absorbente (7), a través del cristal templado (8), ambos separados por una cámara de aire. La placa absorbente (7), por contacto, transmite la energía térmica a los tubos caloportadores (6). La lana de roca (9) aísla el equipo del exterior, delimitado por el cerramiento trasero. El agua calentada llega al tubo colector superior (3) para ser posteriormente enviada al exterior para, a través de un intercambiador térmico, ceder la energía solar térmica al circuito secundario de consumo.

Cuando se produce el fenómeno de estancamiento, el agua del tubo colector (3) aumenta su temperatura tendiendo a adquirir valores superiores a los 150ºC. En este momento es cuando actúa la cámara de evaporación (2) del equipo de disipación de calor, transmitiéndose el exceso de calor del tubo colector (3) a la cámara de evaporación (2), produciendo la evaporación del agua (10) contenida en la cámara de evaporación (2) para su posterior condensación en la placa de condensación (1), de manera que se transmite finalmente el calor al exterior. De esta manera se consigue que la temperatura en el tubo colector (3) nunca supere los 100ºC.

Para asegurar el correcto funcionamiento del equipo de disipación de calor, se añade una válvula térmica (5) a cada tubo de disipación (4) que permiten la disipación de calor cuando la temperatura del tubo colector (3) alcanza los 100ºC e impide que se produzca dicha disipación, cuando dicha temperatura está en torno a los 60ºC. De esta manera se consigue que no se genere un puente térmico cuando el colector está funcionando a su temperatura de régimen, en el entorno de los 60ºC, y solo cuando se alcanza la temperatura de 100ºC, o superior, en el tubo colector (3), es cuando la válvula actúa y se produce la disipación de calor.

Existen otras variantes de disipadores de colectores solares, como es el caso de diseños diferentes, respetando la esencialidad de la invención, que podemos decir que serán evidentes para un experto en la materia.

Claims

1. Disipador de colector solar, de los utilizados para evitar el sobrecalentamiento por el fenómeno de estancamiento en un colector solar, colector de los constituidos por un cristal templado exterior, una placa absorbente, varios tubos caloportadores y un tubo colector de agua caliente, caracterizado por estar el disipador de calor insertado en el interior del colector solar y comprender este disipador una cámara de evaporación en cuyo interior se ha introducido agua y una cámara de condensación que se encuentra en contacto con la pared exterior del colector, estando ambas cámaras conectadas por varios tubos de disipación.

2. Disipador de colector solar, de los utilizados para evitar el sobrecalentamiento por el fenómeno de estancamiento en un colector solar según reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de evaporación es excéntrica al tubo colector.

3. Disipador de colector solar, de los utilizados para evitar el sobrecalentamiento por el fenómeno de estancamiento en un colector solar según reivindicación 1, caracterizado porque cada tubo disipador contiene una válvula térmica que permite el funcionamiento del disipador cuando se supera una temperatura máxima en el tubo colector e impide su funcionamiento cuando se encuentra por debajo de otra temperatura de referencia.

4. Disipador de colector solar, de los utilizados para evitar el sobrecalentamiento por el fenómeno de estancamiento en un colector solar según reivindicación 1, caracterizado por ser las paredes de los tubos disipadores de silicona, de manera que evita que actúe como puente térmico entre ambas cámaras.