ES2327303B1 - Sistema de calentamiento de agua por energia solar. - Google Patents
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Abstract
Sistema de calentamiento de agua por energía
solar, que consta de un circuito cerrado (2) por el que circula un
líquido transportador del calor, pasando dicho circuito por un
colector solar (1) y por un acumulador de calor (3) formado con
material de cambio de fase (PCM), de forma que el calor que produce
el colector solar (1) es transportado al acumulador (3), desde el
cual se transmite, cuando es necesario, a una conducción (5) de
circulación de agua de consumo.
Description
Sistema de calentamiento de agua por energía
solar.
La presente invención está relacionada con el
calentamiento de agua para el consumo sanitario o cualquier otra
aplicación, proponiendo un sistema de calentamiento por energía
solar, empleando materiales de cambio de fase (PCM) como medio de
almacenaje del calor.
El almacenaje de la energía en forma de calor
juega un papel importante para mejorar la disponibilidad y
utilización del mismo cuando se emplean fuentes energéticas de
naturaleza intermitente, como por ejemplo la energía solar, con la
cual la energía es únicamente disponible durante el día, por lo
que es necesario utilizar un eficiente sistema de almacenamiento
para poder tener almacenado un calor que se pueda utilizar en
cualquier momento posterior.
Entre los sistemas de calentamiento de agua,
para el consumo sanitario y otras aplicaciones, es ya conocida la
utilización de energía solar, recogiendo y almacenando calor por
captación solar durante las horas diurnas, para la utilización de
dicho calor a medida que se necesite a cualquier hora con
independencia de que en el momento haya o no captación solar.
En dicha aplicación juegan un papel esencial los
dispositivos de almacenamiento del calor, a efectos de
proporcionar una calidad de servicio en cuanto a temperatura y
caudal del agua caliente a utilizar, lo cual resulta bastante
limitado en cuanto a efectividad con los sistemas actuales que
emplean una masa de agua como medio de almacenaje del calor, además
de tener que utilizarse depósitos de gran volumen.
Es conocida, por otro lado la capacidad de los
materiales de cambio de fase (PCM), para almacenar calor utilizando
el calor latente de fusión (cambio del estado sólido al estado
líquido), de manera que este tipo de almacenaje es uno de los más
eficientes para guardar y mantener efectiva la energía térmica, con
las ventajas siguientes:
- La densidad de almacenaje del calor resulta
muy elevada, llegando a alcanzar un factor superior a 100 sobre
los sistemas que utilizan agua como medio de acumulación del calor,
por lo que los dispositivos de almacenamiento del calor resultan de
dimensiones mucho más reducidas.
- Al ser el volumen de los dispositivos de
almacenamiento menor, se tiene menos pérdida del calor, tanto por
conducción como por convección, obteniéndose mayor eficiencia.
- El agua caliente se obtiene a una temperatura
constante.
De acuerdo con la invención se propone un
sistema de calentamiento de agua por energía solar, utilizando
materiales de cambio de fase (PCM) como medio de almacenamiento del
calor para la utilización posterior, aprovechando las ventajas de
dichos materiales para esa función, mediante una instalación de
características particulares.
Este sistema objeto de la invención dispone en
un circuito cerrado un líquido transportador del calor, pasando
dicho circuito por un colector solar, por un acumulador de calor
con material PCM y por un intercambiador de transmisión del calor,
mientras que pasando por el intercambiador de transmisión del calor
se dispone una conducción de circulación de agua de consumo.
Se obtiene así una instalación en la que el
calor que capta el colector solar es llevado por el líquido
transportador hasta el acumulador PCM, en donde el calor se
almacena en forma de calor latente, de forma que el calor
almacenado se utiliza después para calentar el agua de consumo
cuando ésta circula por el intercambiador, en el cual se aplica
dicho calor procedente del acumulador sin que el agua de consumo
que se calienta entre en contacto con el líquido transportador del
calor que circula por el circuito cerrado.
Según una realización el circuito cerrado de la
instalación se establece pasando por un colector solar, que puede
incorporar una fuente alternativa de suministro de calor, y por un
acumulador PCM y un intercambiador del calor independientes,
pasando la conducción de circulación del agua de consumo solo por
el intercambiador de calor, hasta el cual se lleva el calor desde
el acumulador mediante el líquido transportador que circula por el
circuito cerrado.
Según otra realización, el circuito cerrado de
la instalación se establece pasando por un colector solar, que
puede incorporar una fuente alternativa de suministro de calor, y
por un acumulador PCM que integra en él mismo a un intercambiador
de calor, pasando la conducción de circulación del agua de consumo
a través del acumulador por la parte que corresponde al
intercambiador de calor, manteniendo la independencia con el
líquido transportador del calor, de manera que el agua de consumo
se calienta en este caso por transmisión directa desde el material
PCM.
El sistema de la invención resulta por lo tanto
de una realización sencilla pero efectiva para su función,
adquiriendo vida propia y carácter preferente para la aplicación de
calentamiento de agua, frente a las soluciones convencionales.
La figura 1 muestra un esquema de la instalación
del sistema preconizado, según una realización con el acumulador y
el intercambiador de calor independientes.
La figura 2 represente el esquema de la
instalación del sistema según una realización con el acumulador y
el intercambiador de calor integrados en una sola unidad.
El objeto de la invención se refiere a un
sistema destinado para el calentamiento de agua, para consumo
sanitario o cualquier otra aplicación, empleando como fuente de
calentamiento fundamentalmente energía solar, con una acumulación de
almacenamiento del calor mediante materiales de cambio de fase
(PCM).
De acuerdo con ello, el sistema consta de un
colector solar (1), que puede ir complementado con una fuente
alternativa de suministro de calor, disponiéndose en relación con
dicho colector (1) un circuito cerrado (2) de circulación de un
líquido, preferentemente anticongelante, pasando por un acumulador
(3) formado con material PCM, en donde se almacena el calor para la
utilización cuando sea necesario.
El circuito cerrado (2) pasa además por un
intercambiador de calor (4), por el cual pasa a su vez una
conducción (5) de circulación de agua de consumo, manteniéndose el
agua de consumo que circula por dicha conducción (5), independiente
del líquido circulante por el circuito cerrado (2), sin mezclarse
con el mismo.
En una realización, según la figura 1, el
circuito cerrado (2) y la conducción (5) de circulación del agua
de consumo pasan por un intercambiador de calor (4) independiente
del acumulador PCM (3), incorporándose en distintos puntos de ambos
circuitos (2 y 5) válvulas (6) para controlar el caudal de los
líquidos, y termopares (no representados) para conocer las
temperaturas puntales y efectuar el control necesario.
Con ello así, el calor que es recogido de la
captación solar por el colector (1), o que es producido por una
fuente alternativa de suministro de calor asociada al mismo, es
transportado por el líquido que circula por el circuito cerrado
(2), almacenándose dicho calor en el acumulador (3), desde donde el
mismo líquido circulante por el circuito (2) lo transporta, cuando
es necesario, hasta el intercambiador de calor (4) en donde el
calor se transmite al agua de consumo que circula por la conducción
(5).
De este modo se puede tener un calentamiento
continuo del agua de consumo, cuando se necesita, sin necesidad de
un depósito acumulador del agua caliente, minimizando los problemas
de pérdida del calor y espacio necesario que plantean los sistemas
convencionales con depósito.
Según una realización (figura 2) que cumple con
la misma actividad funcional en cuanto al calentamiento del agua
de consumo, pero con una forma de composición estructural más
sencilla, el sistema se puede determinar con un circuito cerrado
(2) pasando por un colector solar (1), que puede ir complementado
con una fuente alternativa de suministro de calor, y por un
acumulador del calor (3.1) formado con material PCM, en el cual va
integrado conjuntamente un intercambiador de calor, pasando por
dicho acumulador la conducción (5) de circulación del agua de
consumo a calentar.
En este caso, el calor que es recogido de la
captación solar por el colector (1), o que es producido por la
fuente alternativa de suministro de calor asociada al mismo, es
transportado por el líquido que circula por el circuito cerrado
(2), hasta el acumulador (3.1), en donde el calor se almacena para
utilizarse cuando sea necesario, aplicándose dicho calor
directamente en el propio acumulador (3.1) para calentar el agua de
consumo que circula por la conducción (5), en el paso por dicho
acumulador (3.1), mediante el intercambiador de calor que se halla
integrado en el mismo.
En cualquier caso, el agua de consumo que pasa
por la conducción de circulación (5), se puede calentar de un modo
continuo mediante el calor almacenado en el acumulador (3 ó 3.1),
sin que sea necesario un depósito para almacenar el agua caliente
destinada para el consumo, con lo que la instalación del sistema se
puede establecer en un espacio reducido, y además, al ser la masa
de agua caliente solo la que se encuentra en la conducción (5) de
circulación hacia el consumo, el aprovechamiento del calor es muy
efectivo, ya que las pérdidas de calor son reducidas.
Claims (3)
1. Sistema de calentamiento de agua por energía
solar, del tipo que comprende al menos un colector solar productor
de calor y un acumulador de almacenamiento del calor para su
utilización cuando sea necesario, caracterizado porque se
dispone un circuito cerrado (2) por el que circula un líquido
transportador del calor, pasando por un colector solar (1), que
puede ir complementado con una fuente alternativa de suministro de
calor, y por un acumulador (3) formado con material de cambio de
fase (PCM), en el cual se almacena el calor que es transportado por
el líquido que circula por el circuito cerrado (2), para
transmitir dicho calor, cuando es necesario, a una circulación de
agua de consumo que pasa por una conducción (5) sin mezclarse con
el líquido del circuito cerrado (2).
2. Sistema de calentamiento de agua por energía
solar, de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque el circuito cerrado (2), por el que
circula el líquido transportador del calor, pasa por el colector
solar (1) productor del calor, por un acumulador PCM (3) de
almacenamiento del calor y por un intercambiador de calor (4)
independiente, por el cual pasa a su vez la conducción (5) de
circulación del agua de consumo a calentar.
3. Sistema de calentamiento de agua por energía
solar, de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque el circuito cerrado (2), por el que
circula el líquido transportador del calor, pasa por el colector
solar (1) productor del calor y por un acumulador PCM (3.1) de
almacenamiento del calor en el que va integrado un intercambiador de
calor, pasando la conducción (5) de circulación del agua de consumo
a calentar por dicho acumulador (3.1), para recibir en él mismo
directamente el calentamiento del agua que circula por dicha
conducción (5).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200601705A ES2327303B1 (es) | 2006-06-26 | 2006-06-26 | Sistema de calentamiento de agua por energia solar. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200601705A ES2327303B1 (es) | 2006-06-26 | 2006-06-26 | Sistema de calentamiento de agua por energia solar. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2327303A1 ES2327303A1 (es) | 2009-10-27 |
| ES2327303B1 true ES2327303B1 (es) | 2010-07-21 |
Family
ID=41165269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200601705A Withdrawn - After Issue ES2327303B1 (es) | 2006-06-26 | 2006-06-26 | Sistema de calentamiento de agua por energia solar. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2327303B1 (es) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES8104549A1 (es) * | 1979-04-18 | 1981-04-16 | Sulzer Ag | Procedimiento y dispositivo para mejorar el intercambio ter-mico en un acumulador de calor latente |
| WO1985000214A1 (en) * | 1983-06-28 | 1985-01-17 | Lingard Engineering Limited | Chemical phase change heat stores |
| US4508101A (en) * | 1982-04-09 | 1985-04-02 | Monsanto Company | Thermal energy storage system |
| EP1361404A2 (en) * | 2002-05-06 | 2003-11-12 | Instchemas AB | An accumulator tank |
-
2006
- 2006-06-26 ES ES200601705A patent/ES2327303B1/es not_active Withdrawn - After Issue
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| EP1361404A2 (en) * | 2002-05-06 | 2003-11-12 | Instchemas AB | An accumulator tank |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2327303A1 (es) | 2009-10-27 |
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