ES2321470A1 - Colector solar termico. - Google Patents
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Abstract
Colector solar térmico. El colector de la invención permite obtener una potencia calorífica sumamente mayor que el de otros dispositivos de este tipo con las mismas dimensiones. Para ello está constituido a partir de un bastidor dotado de medios para movilización con respecto de un eje de giro vertical y un eje de giro horizontal de un concentrador (7) de la radiación solar, de configuración semicilíndrica-parabólica, en cuyo seno se establece centradamente un soporte (8) a cuyos lados se disponen sendos núcleos (9) absorbedores de la radiación solar, de los que emergen radialmente una serie de brazos (10) de un material de alta conductividad térmica, que se asocian por su extremidad libre a un circuito cerrado (11) por el que circula un fluido caloportador y que es pasante a través del citado soporte (8) hacia un intercambiador de calor con un circuito de agua caliente. El conjunto formado por los núcleos (9), brazos (10) y las conducciones que determinan el circuito (11) está encapsulado en el seno de una envolvente tubular (16) de vidrio de alta transparencia.
Description
Colector solar térmico.
La presente invención se refiere a un colector
solar térmico, del tipo de los utilizados para el calentamiento de
agua, y que incorporan una superficie parabólica de concentración
de la radiación solar sobre una determinada zona.
El objeto de la invención es proporcionar un
colector solar térmico con una elevada capacidad de transmisión de
calor al flujo de agua que se hace pasar a través de su
intercambiador de calor, es decir con una elevada potencia
calorífica.
En el ámbito de aplicación práctica de la
invención, el de los colectores solares, son conocidos colectores
solares planos, que aprovechan la energía solar para calentar un
fluido caloportador que a través de un intercambiador de calor
permiten calentar un flujo de agua de un circuito de agua caliente
sanitaria o similar.
El problema que presentan este tipo de paneles o
colectores es que la potencia calorífica que aportan al circuito de
agua es muy reducida, por lo que la superficie de dichos paneles
debe ser muy elevada, con la consecuente y negativa repercusión a
nivel de costes y de espacio que ello conlleva.
Tratando de obviar esta problemática son
conocidos colectores solares en los que la superficie de captación
adopta un perfil parabólico, concentrando la radiación solar sobre
una zona intermedia, de manera que la potencia calorífica que se
consigue es mayor.
Sin embargo dicha potencia calorífica sigue
siendo insuficiente en muchos casos.
El colector solar que la invención propone
resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática
anteriormente expuesta, merced a una nueva estructuración que
permite aumentar sensiblemente la potencia calorífica aportada por
el mismo en comparación con otros colectores parabólicos de
similares dimensiones.
Para ello, el dispositivo que se preconiza parte
de un concentrador semicilíndrico-parabólico,
revestido de un material de alta reflexión de la luz, dotado de
medios de posicionamiento electromecánico para el mismo, en función
de la posición del sol, concentrador en cuya zona interna media se
dispone un soporte en el que se establece un núcleo absorbedor del
calor producido por las radiaciones captadas y concentradas sobre
el eje longitudinal, núcleo consistente en dos
semi-cilindros dispuestos linealmente a cada lado
de dicho soporte, obtenido a partir de cobre con capa de níquel
electrolítico y capas de cromo negro, de manera que radialmente a
dicho núcleo se establecen una serie de brazos, que pueden estar
obtenidos a partir de diferentes tipos de materiales, tales como
cobre tungsteno, cobre molibdeno, cobre molibdeno cobre, o incluso
tubos de calor, comúnmente conocidos como caloducs, que se
relacionan con un circuito por el que circula un fluido
calo-portador, de manera que, debido a la gran
conductividad térmica del material del núcleo, así como de sus
correspondientes brazos radiales, a través de dichos brazos radiales
el calor concentrado en dicho núcleo es transmitido al fluido
caloportador, cuyo flujo se ve forzado a través de una bomba
establecida en la zona media posterior del concentrador, sobre la
que se sitúa un intercambiador de calor a través del que el calor
aportado al fluido caloportador es transmitido a un circuito de
agua, ya sea de agua caliente sanitaria o de cualquier otra índole,
transformándola en vapor a razón de la alta temperatura que se
alcanza con este sistema.
Los conductos del circuito del fluido
caloportador se relacionan con los brazos radiales del núcleo a
través de las correspondientes bridas, estando estos dispuestos
longitudinalmente y de forma que no hagan sombra sobre el núcleo
principal, estando todo este conjunto protegido en el seno de una
envolvente tubular de vidrio de alta transparencia, que se fija
igualmente al soporte central.
Asimismo, el concentrador incorpora una plancha
de cristal que cierra su embocadura, impidiendo la entrada de polvo
y suciedad al sistema.
A partir de esta estructuración, la temperatura
del fluido caloportador será regulada en función de la velocidad
del flujo del mismo, a través de la bomba, así como del desenfoque
por parada de los moto-reductores que asisten al
concentrador en sus movimientos.
El citado núcleo se fija al soporte central con
una unión aislante dotada de una cierta tolerancia en diámetro y
profundidad que permita absorber las dilataciones y contracciones
que se producen por los gradientes de temperaturas, dilataciones
que tampoco afectarán al circuito del fluido caloportador por
cuanto que éste se fija al resto de los elementos mediante uniones
no rígidas.
Para una total autonomía del dispositivo, se ha
previsto que sobre el borde perimetral del concentrador se
establezcan tantas pequeñas placas solares fotovoltaicas como sean
necesarias para producir la energía eléctrica suficiente como para
alimentar, a través del correspondiente circuito de adaptación de
tensiones y acumulación, a los medios electromecánicos de
movilización del concentrador.
Por último, cabe destacar que todos los
elementos que participan en la transmisión de calor en el
dispositivo de la invención estarán dispuestos de manera que estén
lo más cerca posible del núcleo central foco de calor, en orden a
minimizar las pérdidas térmicas, así como evitar posibles problemas
con uniones de rotación, etc.
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 una vista en perspectiva
antero-lateral de un colector solar realizado de
acuerdo con el objeto de la presente invención.
La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva
postero-lateral del colector de la figura 1.
La figura 3.- Muestra un detalle en perspectiva
del sistema de transmisión de calor del núcleo central al circuito
cerrado del fluido caloportador.
La figura 4.- Muestra, finalmente, un detalle en
perspectiva de los medios de movilización del concentrador.
A la vista de las figuras reseñadas puede
observarse como el colector solar que se preconiza está constituido
a partir de un bastidor o bancada (1), que en el ejemplo de
realización práctica elegido está asistido por patas
estabilizadoras (2), bastidor sobre el que se sitúa superiormente
un helióstato (3) de dos ejes, un eje vertical (4) y un eje
horizontal (5) asociados a los correspondientes
moto-reductores, así como al correspondiente brazo
(6) mediante el que se fija y controla el movimiento de un
concentrador solar (7) semicilíndrico-parabólico, en
cuya zona media se dispone un soporte (8) a cuyos lados se disponen
linealmente y ocupando una posición central longitudinal en el
concentrador, sendos núcleos o focos (9), obtenidos en barra de
cobre con capa de níquel electrolítico semibrillante con un espesor
entre 15 y 20 micras y con capas de cromo negro.
El concentrador (7) está obtenido en SMC,
estando su superficie interna (7') forrada con un recubrimiento de
aluminio de alta reflectividad que concentra las radiaciones
solares sobre los focos o núcleos (9).
Dichos focos son huecos en su zona de unión con
el soporte (8), estando unidos al mismo a través de un eje
solidario al soporte, con una unión aislante y con una tolerancia
suficiente para permitir absorber las dilataciones y contracciones
que se produzcan debidas a los cambios de temperatura.
Como se puede observar en el detalle de la
figura 3, del núcleo (9) emergen radialmente y en disposición
helicoidal una serie de cortos brazos postizos (10), que pueden
estar obtenidos a partir de diferentes tipos de materiales, tales
como cobre tungsteno, cobre molibdeno, cobre molibdeno cobre, o
incluso tubos de calor "caloducs", de manera que gracias a su
alta conductividad térmica transmiten de forma sumamente eficaz y
en un tiempo mínimo el calor absorbido por el núcleo (9) a un
circuito (11), al que se asocian a través de bridas (12), circuito
cerrado (11) por el que circula un fluido caloportador, que es
impulsado a través de una bomba de engranajes (13), circuito (11)
que atraviesa el soporte (8) para pasar por el interior del brazo
(6) en cuyo seno se establece un intercambiador de calor con un
circuito de agua caliente/vapor de agua (14) contando dicho
circuito cerrado (11) con el correspondiente vaso de expansión,
establecido igualmente en el seno del brazo (6). Este agua pasa al
estado de vapor debido a la alta temperatura que llega a alcanzar
este sistema, pudiéndose aprovechar para alimentar cualquier
sistema que lo precise, como puede ser un microgenerador eléctrico
por ejemplo.
El conjunto de tubos que definen el circuito
cerrado (11) queda estabilizado a través de una serie de discos
(15), dispuestos transversalmente, dotados de orificios por los que
son pasantes ajustadamente tanto dichos tubos como el núcleo (9),
quedando dicho conjunto alojado en el seno de una envolvente
tubular (16) materializada en dos tubos de vidrio borosilicato de
alta transparencia que se fijan al soporte (8).
La estructura anteriormente descrita queda
igualmente protegida del polvo y de suciedad a través de un cristal
(17) se cierra la embocadura del concentrador (7).
Tal y como se ha comentado con anterioridad, en
la periferia de la estructura del concentrador (7) se podrán
disponer paneles solares fotovoltaicos (18) para alimentar
eléctricamente a los motores del helióstato, estableciéndose en el
seno del bastidor (1) la correspondiente electrónica de adaptación
de tensiones y acumulación.
Por último, cabe señalar que los distintos
elementos que se alojan en el seno del brazo (6) van encapsulados
al vacío, exceptuando la parte de la válvula de seguridad o vaso de
expansión y el motor eléctrico, quedando lo más cerca posible del
núcleo (9), de modo que las pérdidas térmicas sean mínimas.
Claims (7)
1. Colector solar térmico, que siendo del tipo
de los que están constituidos a partir de un bastidor dotado de
medios para movilización con respecto de un eje de giro vertical y
un eje de giro horizontal de un concentrador de la radiación solar,
de configuración semicilíndrica-parabólica, se
caracteriza porque en el seno del citado concentrador (7) se
establece centradamente un soporte (8) a cuyos lados se disponen
sendos núcleos (9) absorbedores de la radiación solar, de los que
emergen radialmente una serie de brazos (10) de un material de alta
conductividad térmica, que se asocian por su extremidad libre a un
circuito cerrado (11) por el que circula un fluido caloportador y
que es pasante a través del citado soporte (8) hacia un
intercambiador de calor con un circuito de agua caliente/vapor de
agua (14), habiéndose previsto que el conjunto formado por los
núcleos (9), brazos (10) y las conducciones que determinan el
circuito (11) por el que es pasante el fluido caloportador quede
encapsulado en el seno de una envolvente tubular (16) de vidrio de
alta transparencia.
2. Colector solar térmico, según reivindicación
1ª, caracterizado porque los núcleos (9) están obtenidos en
barra de cobre con capa de níquel electrolítico semibrillante y con
capas de cromo negro, mientras que los brazos (10) que se
relacionan con el circuito cerrado (11) a través de bridas (12),
adoptando una configuración helicoidal, están obtenidos a partir de
cobre tungsteno, cobre molibdeno, cobre molibdeno cobre, o incluso
tubos de calor o "caloducs".
3. Colector solar térmico, según reivindicación
1ª, caracterizado porque sobre la periferia del concentrador
(7) se establecen paneles solares fotovoltaicos (18) para
alimentación eléctrica de los medios de movilización del
concentrador.
4. Colector solar térmico, según reivindicación
1ª, caracterizado porque la embocadura del concentrador (7)
se remata mediante un cristal (17) que protege a los elementos
internos del polvo y suciedad.
5. Colector solar térmico, según reivindicación
1ª, caracterizado porque el concentrador (7) se relaciona
con los medios de movilización del mismo establecidos en el
bastidor (1) a través de un brazo en cuyo seno se establece el
intercambiador de calor, el vaso de expansión para el circuito (11)
del fluido caloportador así como una bomba (13) de impulsión de
dicho fluido.
6. Colector solar térmico, según reivindicación
1ª, caracterizado porque los núcleos (9) están unidos al
soporte (8) a través de un eje solidario al soporte, con una unión
aislante y con una tolerancia suficiente para permitir absorber las
dilataciones y contracciones que se produzcan debidas a los cambios
de temperatura.
7. Colector solar térmico, según reivindicación
1ª, caracterizado porque el conjunto de tubos que definen el
circuito cerrado (11) queda estabilizado a través de una serie de
discos (15), dispuestos transversalmente, dotados de orificios por
los que son pasantes ajustadamente tanto dichos tubos como el
núcleo (9).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200803415A ES2321470B1 (es) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Colector solar termico. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200803415A ES2321470B1 (es) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Colector solar termico. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2321470A1 true ES2321470A1 (es) | 2009-06-05 |
| ES2321470B1 ES2321470B1 (es) | 2010-07-21 |
Family
ID=40723274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200803415A Expired - Fee Related ES2321470B1 (es) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Colector solar termico. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2321470B1 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022245197A1 (es) * | 2021-05-21 | 2022-11-24 | Joske´S De Mexico S.A. De C.V. | Captador de energía solar |
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| US4206747A (en) * | 1977-10-25 | 1980-06-10 | Niedermeyer William P | Solar energy collector |
| JPS5813959A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 太陽熱集熱装置 |
| US4589186A (en) * | 1984-02-07 | 1986-05-20 | Tremblay Gerald J | Method of making solar heater |
-
2008
- 2008-12-01 ES ES200803415A patent/ES2321470B1/es not_active Expired - Fee Related
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| [en línea] [recuperado el 19.05.2009] Recuperado de Epodoc Database & JP 58013959 A (KOGYO GIJUTSUIN; TOKYO SHIBAURA ELECTRIC CO) 26.01.1983, figuras, resumen * |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2022245197A1 (es) * | 2021-05-21 | 2022-11-24 | Joske´S De Mexico S.A. De C.V. | Captador de energía solar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2321470B1 (es) | 2010-07-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20090605 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20181011 |