ES2349991A1 - Heat dissipator perfected for solar collectors. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
Heat dissipator perfected for solar collectors. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDFInfo
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Abstract
Description
Disipador de calor perfeccionado para colectores solares.Improved heat sink for collectors solar.
La presente invención se refiere aun disipador de calor perfeccionado para colectores solares, de los descritos en la patente principal P200700355, que permite alcanzar una resistencia térmica menor en el proceso de disipación del exceso de calor para Colectores Solares.The present invention relates to a heatsink of improved heat for solar collectors, of those described in the main patent P200700355, which allows to achieve a lower thermal resistance in the process of dissipation of excess Heat for Solar Collectors.
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.In every solar collector, there is the problem of known as "ESTANCAMIENTO". When the energy captured by the collector is not used in the secondary circuit because there is no hot water consumption, solar energy produces an increase in collector water temperature above its working point normal, reaching the water, which is in the collector tubes solar, a temperature above 150ºC which is harmful for the Solar Installation. This phenomenon is known as STAGNATION.
El Estancamiento es particularmente problemático en climas de mayor temperatura ambiente y con más horas de sol.Stagnation is particularly problematic in climates of higher ambient temperature and with more hours of sunshine.
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.One of the solutions offered in the market to solve this problem of STAGING, is that of use more resistant materials, which entails the consequent cost increase It also offers the possibility of arching the glass plate to produce a self-cooling, but this does not It is effective enough. Another option is to incorporate a cooling valve that diverts water from the circuit primary to another circuit that is cooled by forced ventilation by a wind turbine, but in this way the number of pieces and space occupied by the set and the cost of the equipment.
La presente invención pretende ofrecer una solución novedosa a los problemas anteriormente expuestos ofreciendo 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. Así mismo se trata de una mejora del dispositivo descrito en la patente principal P200700355 ya que consigue disminuir mucho más la resistencia térmica, ya que la cámara de ebullición está en contacto directo con la placa absorbente y la cámara de condensación tiene un mayor contacto con la chapa trasera, aumentando grandemente la capacidad de disipación. El fundamento de la patente principal se basa en la incorporación al Colector Solar, de una cámara de evaporación, 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.The present invention aims to offer a novel solution to the problems presented above offering the possibility of incorporating a device attached to the inside the solar collector that allows heat dissipation to avoid that the temperature increases more than is due or desired, with a low cost and without increasing the space occupied by the whole. Likewise it is an improvement of the device described in the patent main P200700355 since it manages to decrease the thermal resistance, since the boiling chamber is in contact direct with the absorbent plate and the condensation chamber has a greater contact with the back plate, greatly increasing the dissipation capacity The basis of the main patent is based on the incorporation into the Solar Collector of a camera evaporation, which is connected to a condensation chamber for about silicone tubes that have a thermal valve inside. With this system is allowed to dissipate heat by change of state (vaporization) and decrease the temperature of the collecting tube, which contains hot water, when the phenomenon of stagnation.
La presente invención se refiere a un
dispositivo perfeccionado de disipación de calor, de los descritos
en la patente principal P200700355, que costa de una cámara de
evaporación, un tubo de disipación y una cámara de conden-
sación.The present invention relates to an improved heat dissipation device, of those described in the main patent P200700355, which costs an evaporation chamber, a dissipation tube and a condensation chamber
sation
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, disminuyéndose considerablemente la resistencia térmica al incluirse, en el interior del colector solar, varios dispositivos disipadores de calor en los que la cámara de evaporación de cada uno de ellos está en contacto con la placa absorbente y entre cada dos tubos caloportadores.The main advantages of this invention are, on the one hand the low cost and simplicity of manufacturing. On the other hand it is allowed to control the excessive ascent of collecting tube temperature without incorporating any type of equipment external to the solar collector box, decreasing considerably the thermal resistance when included, in the inside the solar collector, several dissipating devices of heat in which the evaporation chamber of each of them is in contact with the absorbent plate and between every two tubes heat carriers.
El agua de la cámara de ebullición se encuentra
en contacto con la placa absorbente que se calentará por el
funcionamiento del equipo cuando brilla el Sol. Parte del agua de la
cámara de evaporación de cada uno de los dispositivos, pasará a
vapor. El calor cedido al agua, para realizar el cambio de estado,
limitará la temperatura de la placa absorbente y por tanto la
temperatura los tubos caloportadores y la del tubo colector, a las
proximidades de los 100ºC, mientras haya agua líquida en la cámara
de evaporación. 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 placa trasera del colector
solar.The water in the boiling chamber is in contact with the absorbent plate that will be heated by the operation of the equipment when the sun shines. Part of the water in the evaporation chamber of each of the devices will pass into steam. The heat transferred to the water, to make the change of state, will limit the temperature of the absorbent plate and therefore the temperature of the heat-carrying tubes and that of the collecting tube, in the vicinity of 100 ° C, while there is liquid water in the evaporation chamber . In the condensation chamber, the water vapor returns to the liquid phase giving the heat of change of state to the atmosphere, through the back plate of the collector
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:To complement the description above and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a detailed description of a preferred embodiment, based on a set of drawings that accompany this descriptive report and where with merely character indicative and not limiting the following has been represented:
La Figura 1 muestra una vista lateral esquemática del colector solar con los disipadores solares.Figure 1 shows a side view Schematic of the solar collector with solar heatsinks.
La Figura 2 muestra una vista por II-II de la figura 1.Figure 2 shows a view by II-II of figure 1.
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En las anteriores figuras las referencias numéricas corresponden a las siguientes partes y elementos.In the previous figures the references Numeric correspond to the following parts and elements.
- 1.one.
- Cámara de condensación.Condensing chamber
- 2.2.
- Cámara de evaporación.Evaporation chamber
- 3.3.
- Tubo colector.Collecting tube
- 4.Four.
- Tubo de disipación de silicona.Silicone dissipation tube.
- 5.5.
- Válvula térmica.Thermal valve.
- 6.6.
- Tubo caloportador.Heat transfer tube.
- 7.7.
- Placa AbsorbenteAbsorbent Plate
- 8.8.
- Cristal templadoTempered glass
- 9.9.
- Lana de rocaRock wool
- 10.10.
- Agua.Water.
- 11.eleven.
- Placa trasera.Back plate.
La invención consiste, tal y como se ve en las figuras 1 y 2, en varios equipos de disipación de calor insertados en el interior de un colector solar, formados cada uno por una cámara de evaporación (2), que es un cilindro hueco, de diámetro de la base unos 10 cm y de generatriz unos 3 cm, en cuyo interior hay una cierta cantidad de agua (10) suficiente para producir la disipación de calor y que está pegada por una de las bases del cilindro a la placa absorbente (7). La cámara de evaporación (2) está conectada a un tubo de disipación (4) con paredes de silicona, por el que asciende el vapor de agua producido por la transmisión de calor de la placa absorbente (7) al agua (10) de la cámara de vaporización (2), y por el que desciende también a su vez el vapor de agua condensada por la actuación de la cámara de condensación (1) que es otro cilindro hueco de diámetro de la base mayor que su generatriz, que está pegado a la placa trasera (11) por una de sus bases. Las paredes del tubo 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.The invention consists, as seen in the Figures 1 and 2, in various heat dissipation equipment inserted inside a solar collector, each formed by a evaporation chamber (2), which is a hollow cylinder, with a diameter of the base about 10 cm and a generatrix about 3 cm, inside which there are a certain amount of water (10) sufficient to produce the heat dissipation and that is glued by one of the bases of the cylinder to the absorbent plate (7). The evaporation chamber (2) It is connected to a dissipation tube (4) with silicone walls, by which the water vapor produced by the transmission of heat of the absorbent plate (7) to the water (10) of the chamber vaporization (2), and by which the steam also descends of condensed water by the operation of the condensation chamber (1) which is another hollow cylinder of base diameter greater than its generatrix, which is attached to the back plate (11) by one of its bases. The walls of the dissipation tube (4), being silicone, they do not act as a thermal bridge when the solar collector works inside of its working temperature. The walls being elastic, these tubes admit the small variations of pressure that can be Produce and facilitate the assembly process.
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 la placa trasera (11). 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.The solar collector, like all known in The market consists of a series of heat transfer tubes (6) by where the water is circulated. When passing through the pipes, the water will be heated by solar radiation that reaches the absorbent plate (7), through the tempered glass (8), both separated by a air chamber. The absorbent plate (7), by contact, transmits the thermal energy to the heat transfer tubes (6). Rock wool (9) it isolates the equipment from the outside, delimited by the back plate (11). The heated water reaches the upper collecting tube (3) to be subsequently sent abroad to, through a heat exchanger, transfer the solar thermal energy to the circuit secondary consumption
La placa absorbente (7), por contacto, transmite la energía térmica a los tubos caloportadores (6). Para asegurar el correcto funcionamiento del equipo de disipación de calor, se añade una válvula térmica (5) a cada tubo de disipación (4) del dispositivo disipador, que permiten la disipación de calor cuando la temperatura del agua (10) alcanza los 100ºC e impide que se produzca dicha disipación, cuando dicha temperatura está en torno a los 60ºC. Cuando el agua llega a los 100ºC es cuando actúa la cámara de evaporación (2) del equipo de disipación de calor, transmitiéndose el exceso de calor 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 del agua de los tubos caloportadores (6), así como del tubo colector (3) nunca supere los 100ºC.The absorbent plate (7), by contact, transmits the thermal energy to the heat transfer tubes (6). To ensure the proper operation of heat dissipation equipment, is added a thermal valve (5) to each dissipation tube (4) of the heatsink device, which allow heat dissipation when the water temperature (10) reaches 100 ° C and prevents it from occurring said dissipation, when said temperature is around 60 ° C. When the water reaches 100 ° C it is when the chamber acts evaporation (2) of heat dissipation equipment, transmitting excess heat to the evaporation chamber (2), producing the evaporation of water (10) contained in the evaporation chamber (2) for subsequent condensation on the condensation plate (1), of so that the heat is finally transmitted to the outside. This way the water temperature of the pipes is achieved heat carriers (6), as well as the collection tube (3), never exceed 100 ° C
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.There are other variants of heatsinks solar collectors, as is the case with different designs, respecting the essentiality of the invention, which we can say that They will be apparent to an expert in the field.
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2008
- 2008-02-04 ES ES200800294A patent/ES2349991B1/en not_active Expired - Fee Related
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