ES2356549B1

ES2356549B1 - Receptor solar de anchura variable y procedimiento de variación de la anchura.

Info

Publication number: ES2356549B1
Application number: ES201100234A
Authority: ES
Inventors: José María Martinez-Val Peñalosa; Manuel Valdes Del Fresno; Alberto Abánades Velasco; Rafael Rubén Amengual Matas; Mireia Piera Carrete; María José Montes Pita; Antonio Rovira De Antonio; Alberto Ramos Millán; Javier Muñoz Antón; Ruben Abbas Camara
Original assignee: MADRID NAC EDUCACION, University of; Universidad Nacional de Educacion a Distancia UNED; Universidad Politecnica de Madrid
Current assignee: MADRID NAC EDUCACION, University of; Universidad Nacional de Educacion a Distancia UNED; Universidad Politecnica de Madrid
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2012-02-17
Anticipated expiration: 2031-03-01
Also published as: ES2356549A1; WO2012117130A1

Abstract

Receptor de tubos (1) paralelos, cuyos extremos dan a cabeceras (13, 83) de ramales, con sus válvulas, que conducen a, al menos, dos tipos de colectores, da altas (17, 86) y bajas (18, 87) prestaciones. Las válvulas del tubo (12, 14) y de las cabeceras están habitualmente cerradas, y sólo se abren por encima de un umbral de la intensidad de radiación, seleccionando el nivel de prestaciones en función de dicha intensidad, según el cual se abren las válvulas de baja o de alta, integrando dicho tubo en una plancha de baja o de alta radiación, circulando el fluido calorífero según la apertura de las macro-válvulas que afectan a la totalidad de cada plancha, adaptando la anchura de cada plancha del receptor a las condiciones en las que llega la radiación.

Description

Receptor solar de anchura variable y procedimiento de variación de la anchura.

Sector de la técnica

La invención se encuadra en el campo de las centrales de energía solar que requieren concentración de la radiación original, reﬂejada por una serie de espejos orientables, que giran alrededor de uno o dos ejes en función de la topología general de la planta; enfocándose la radiación reﬂejada sobre un receptor.

Este receptor tiene una superﬁcie o cara activa con unas propiedades ópticas y térmicas adecuadas, consistentes en tener una alta absortividad a la radiación solar, y una baja emisividad propia. Esa cara activa está conectada térmicamente con un conjunto de tubos o conductos paralelos, por cuyo interior circula un ﬂuido calorífero que transporta el calor solar absorbido hasta un ﬁn útil, que será una aplicación térmica, y en particular un ciclo termodinámico, que se aplicará a una central termo-solar de alta temperatura, usualmente dedicada a la generación de electricidad. La propia superﬁcie exterior de los tubos en la que incide la radiación puede ser la cara activa del receptor, aunque son posibles otras conﬁguraciones. En todo caso, la estructura geométrica y térmica del receptor es un factor clave para conseguir el objetivo buscado, que requiere una alta captación de calor por parte de dicho ﬂuido, denominado calorífero, para que el ﬂuido alcance las temperaturas requeridas por la aplicación térmica.

Antecedentes de la invención

Esta invención está relacionada con otras dos invenciones, cuyo primer inventor es el mismo primer inventor de esta solicitud. La primera de ellas es la patente española ES 2 321 576 B2, consistente en un receptor de dilatación y presión compensadas, idóneo para recibir radiación en una superﬁcie tipo fachada, aunque de geometría adaptable al campo de espejos del que recibe la radiación.

La segunda invención es otra solicitud del mismo titular y los mismos inventores que ésta, nº de publicación 2 345 759, constituido por un colector de dilatación y presión compensadas, cuyos tubos van agrupados en haces independientes, central y adyacentes, aislados térmicamente entre sí longitudinalmente, circulando el ﬂuido calorífero primero por ambos haces adyacentes en paralelo, para ser inyectado a continuación en el haz central; pero no aborda la problemática de que la anchura de la mancha solar sobre el receptor varía a lo largo del día y estacionalmente, ni la necesidad de revertir en algunos casos el ﬂujo de ﬂuido, precisamente para adaptar la anchura efectiva del receptor a la anchura real de la mancha solar de la concentración de la radiación en un momento dado.

Por otro lado, la solicitud internacional WO 2009/029277 A2 plantea una conﬁguración Fresnel convencional con receptor multitubo, y numerosas variantes de conﬁguración, aunque sin prescripciones numéricas de montaje, y con reivindicaciones muy genéricas; tratando la conﬁguración de circuitos hidráulicos en el receptor multitubo, aunque sin agrupar éstos en haces con función diferente por recibir diferentes niveles de intensidad, pues no tiene en cuenta la apertura natural de la luz solar; y la WO 2009/023063 A2 trata de un receptor inclinado respecto del suelo, con estructura asimétrica para favorecer la captación de la radiación, pero igualmente no aborda la agrupación por haces, para efectuar un calentamiento progresivo del ﬂuido calorífero, sin generación innecesaria de entropía. En ninguna de las patentes o solicitudes citadas se menciona la posibilidad de ajustar la anchura del receptor a lo pertinente en un momento dado, y por tanto no se propone ninguna solución ni conﬁguración en ese sentido; que es la esencia de esta invención.

Problema técnico a resolver

Un hecho físico fundamental es que la radiación solar no está perfectamente colimada, sino que procede del disco solar, que tiene una apertura óptica desde la Tierra que vale 32’ (minutos sexagesimales) siendo su intensidad prácticamente uniforme en todo el disco, como corresponde a radiación emitida de forma perfectamente difusa desde una superﬁcie esférica. Esta apertura signiﬁca que la radiación incidente en un punto de la superﬁcie terrestre no está compuesta simplemente de un rayo procedente del sol, sino que es un cono de rayos cuyo ángulo cónico vale precisamente los 32’ antes mencionados, equivalentes a 0,0093 radianes (ó 1/107,5 radianes).

Más aún, cuando en la cara activa del receptor se superponen las radiaciones reﬂejadas por varios espejos, con objeto de incrementar la intensidad de la radiación, que se expresa en W/m2 en el sistema SI, la distribución superﬁcial de la intensidad muestra importantes variaciones, pues es mayor en la zona central, hacia la cual se enfocan los haces de luz reﬂejada, y es menor hacia la periferia de la cara activa del receptor, donde la intensidad decrece como las alas de una curva de campana.

A esto se debe añadir que la incidencia de la radiación reﬂejada desde cada espejo sobre el receptor varía a lo largo del día y de una estación a otra, lo cual hace que esa distribución superﬁcial de radiación varíe de anchura, entendiendo por ésta la dimensión transversal a la del sentido de circulación del ﬂuido calorífero.

Así pues, el problema técnico que esta invención viene a resolver es utilizar la radiación reﬂejada por un dispositivo concentrador de espejos longitudinales, de tal modo que se consigan altos valores en los rendimientos energético y exergético en la captación de la energía de la radiación solar por parte del ﬂuido calorífero, a pesar de las diferencias de intensidad en la radiación recibida en la parte central y en la periférica de la cara activa del receptor, y sobre todo, mantener esa optimización a pesar de las variaciones de la apertura óptica del haz global de radiación incidente en el receptor, causadas por las variaciones diurnas y estacionales en la geometría de iluminación solar en relación al campo de espejos, y de éstos respecto del receptor.

Explicación de la invención

La invención consiste en conﬁgurar el receptor de energía solar térmica mediante un conjunto de tubos, o de haces de tubos hidráulicamente uniﬁcados, teniendo cada haz uniﬁcado una única válvula de entrada para todos sus tubos y una única válvula de salida; siendo todos los tubos y haces paralelos entre sí, contenidos dentro de un cajón-colector de dilatación y presión compensadas, o en otro receptáculo apropiado para alojar los citados tubos, absorbiéndose la radiación térmica en la cara o superﬁcie activa donde incide la radiación, que es parte de la propia superﬁcie exterior de los tubos, o es un material superﬁcial conectado térmicamente con la superﬁcie de los tubos, siendo lo novedoso el que cada tubo, o haz hidráulicamente uniﬁcado de tubos, está provisto de una válvula en cada extremo y tiene además unas cabeceras en cada uno de sus extremos, que están provistas de ramales con válvulas que habitualmente están cerradas, así como las válvulas de cada extremo que también están habitualmente cerradas, abriéndose estas válvulas de cada extremo cuando la intensidad de la radiación recibida en la superﬁcie del tubo, o haz uniﬁcado de tubos, supera el valor umbral Ru, ﬁjado por diseño o por criterio del operador, a lo que se añade un valor o nivel de consigna Rc, mayor que Ru, caliﬁcando al tubo o al haz de alta radiación si recibe una intensidad por encima de dicho nivel de consigna Rc, y de baja radiación si la intensidad que recibe está por debajo de Rc; constituyendo los ramales de las cabeceras una conexión potencial entre el interior del tubo y dos colectores de ﬂuido en cada cabecera, estando interrumpida la conexión física del ﬂujo de ﬂuido por cada ramal mediante una válvula habitualmente cerrada; y en la cabecera de salida se conecta el tubo o haz al colector que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por debajo de Rc, cuando dicho tubo recibe intensidad de radiación por debajo de Rc, lo que se materializa por apertura de su correspondiente válvula; y en la cabecera de salida se conecta el tubo o haz al colector que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por encima de Rc, cuando dicho tubo recibe intensidad de radiación por encima de Rc, lo que se materializa por apertura de su correspondiente válvula; habiendo en la cabecera de entrada de ﬂuido otros dos colectores, siendo uno de ellos el que opera con todo tubo o haz que recibe intensidad de radiación por debajo del nivel de consigna Rc, al cual tubo o haz se conecta por apertura de su correspondiente válvula; y el otro colector en la cabecera de entrada opera con todo tubo o haz que recibe intensidad de radiación por encima del nivel de consigna Rc, al cual tubo o haz se conecta por apertura de su correspondiente válvula; y siendo cada cabecera en el extremo de cada tubo o haz paralela a las cabeceras correspondientes de los otros tubos, con las que comparte los colectores; siendo, por el contrario, las válvulas de las cabeceras especíﬁcas de cada tubo o haz uniﬁcado de tubos.

El conjunto total de tubos paralelos que conforman el receptor tiene una anchura, medida transversalmente a la dimensión longitud de los tubos, que es igual o mayor que la máxima anchura esperada, en una instalación determinada, del haz de radiación incidente en el receptor.

Los citados tubos se pueden agrupar en haces longitudinales hidráulicamente uniﬁcados, teniendo cada haz uniﬁcado una única válvula de entrada para todos sus tubos y una única válvula de salida, y están aislados térmicamente entre sí en sentido longitudinal, así como por la parte posterior, opuesta a la cara activa; aplicándose el aislamiento a cada tubo, si éstos no se agrupan en haces.

Los tubos, o haces de tubos, pueden ser sustituidos por conductos, o haces de conductos, de sección recta no circular, y en particular de sección recta rectangular.

Los tubos o haces de tubos se agrupan en planchas de tubos que toman el ﬂuido de un mismo colector de entrada y lo conducen hasta otro colector de salida, también el mismo para todos dichos tubos; estando estos colectores de salida potencialmente conectados mediante ramales de tubería o conducto, bien a los colectores de entrada de otras planchas, bien a la tubería de recirculación de la misma plancha, bien a los conductos de salida generales del ﬂuido calorífero del conjunto del receptor; y estando los colectores de entrada potencialmente conectados mediante ramales de tubería

o conducto, bien a los colectores de salida de otras planchas, bien a la tubería de recirculación de la misma plancha, bien a los conductos de entrada generales del ﬂuido calorífero al conjunto del receptor; no siendo ﬁja la antedicha agrupación de tubos o haces en planchas, sino variable, pues depende de las válvulas que se abren en las cabeceras de cada tubo o haz, de tal modo que una plancha está compuesta, en un momento dado, por todos los tubos y haces de tubos que tengan abiertas exclusivamente las válvulas de las cabeceras que conectan el tubo, o el haz uniﬁcado, a un mismo colector general de entradayaun mismo colector general de salida.

El receptor está soportado en alto por pilares o pórticos estructurales, con una altura sobre el terreno y con una inclinación de su cara activa acorde con la reﬂexión de la radiación reﬂejada por los espejos.

En una central solar puede haber una pluralidad de estos receptores, que pueden ser paralelos entre sí en el movimiento del ﬂuido, o pudiendo estar conectados hidráulicamente en serie; siendo esta conﬁguración variable en función de la apertura y cierre de válvulas que se determine.

En la disposición con un solo receptor o con un conjunto de receptores en serie, los tubos se agregan en tres planchas, una central y dos adyacentes, circulando el ﬂuido calorífero primero por las planchas adyacentes, en un sentido, y retornando el ﬂuido en su totalidad por la plancha central del mismo receptor, en sentido contrario, si la temperatura alcanzada supera la de consigna en ese punto, inyectándose el ﬂuido en la plancha central desde las adyacentes, mediante la apertura de las válvulas que propician ese sentido del ﬂujo del ﬂuido, permaneciendo las demás cerradas; y recirculándose parcialmente el ﬂuido en las planchas adyacentes mediante un circuito exterior, si no se ha alcanzado la temperatura de consigna a la salida de las planchas adyacentes, mediante la apertura de las válvulas que propician dicha recirculación.

La invención se puede conﬁgurar con un montaje dual, con dos receptores simétricos conjuntos, opuestos entre sí, con las respectivas caras activas mirando al correspondiente campo de espejos, lo cual ya está anticipado en la solicitud ES 2 345 759. En ese montaje, no único en la invención, los receptores sirven de ida y vuelta en el circuito hidráulico del ﬂuido calorífero, que será calentado por la radiación reﬂejada por los dos campos de espejos paralelos, uno de ellos reﬂejando en ese momento sobre el primer receptor, y el otro campo, al otro lado de los receptores, sobre el segundo receptor. De esta manera se compensará la diferencia que pueda existir entre un campo de espejos y el otro por situación solar de ese momento.

En el montaje dual, con dos receptores opuestos por sus caras de atrás, el ﬂuido calorífero ﬂuye primero por las planchas adyacentes de uno de los receptores, concretamente el que en ese momento recibe menor intensidad de radiación de los dos, pasando después a las planchas adyacentes del receptor de la otra cara, recorrida la cual longitudinalmente, pasa el conjunto del ﬂuido calorífero de ambas planchas, a la plancha central del primer receptor; ﬂuyendo a lo largo de él, para pasar después a la plancha central del segundo receptor; con lo que ﬁnaliza el proceso de calentamiento del ﬂuido calorífero.

Una variante de circulación de ﬂuido en los montajes duales es que el ﬂuido no pase de un receptor a otro, en ida y vuelta doble, sino que circule como en el caso de un solo receptor, independientemente por uno y otro receptor, circulando el ﬂuido calorífero primero en paralelo por las planchas adyacentes, en un sentido, y retornando el ﬂuido en su totalidad por la plancha central, en sentido contrario.

Para forzar al ﬂuido calorífero a estos movimientos a lo largo de los circuitos descritos, se dispone del correspondiente conjunto de bombas y válvulas controlables, exteriores al receptor en sí, pero imprescindibles para el funcionamiento de la invención.

La invención se completa con un procedimiento de aplicación que parte de que, por principio, todas las válvulas del sistema están cerradas, y todas las bombas inactivas. El procedimiento presupone que, mediante fotómetros, se conoce la distribución transversal de la densidad de potencia. Alternativamente, dicha distribución puede estar estimada a partir de efemérides astronómicas y circunstancias meteorológicas y del campo de espejos. Adicionalmente se dispone de un conjunto de sondas termométricas en las salidas de ﬂuido de los tubos o haces, o al menos de todas las planchas.

El procedimiento se basa en que el calentamiento del ﬂuido se realiza en diversas etapas, constando cada etapa de una plancha, o varias en paralelo, considerando en cada etapa si se ha alcanzado temperatura de consigna para pasar a la siguiente etapa; y en caso contrario, recirculándose parcialmente el ﬂuido calorífero por otros tubos de la misma etapa, denominados antiparalelos, de tal modo que en una etapa dada puede haber hasta la mitad de tubos con el ﬂuido moviéndose en una dirección opuesta a la de avance del ﬂuido, lo cual es posible por la reversibilidad de los tubos.

El procedimiento prescribe:

-: abrir las válvulas en ambos extremos de un tubo o conducto, o haz uniﬁcado, cuando la intensidad de la radiación recibida por éste sea superior a un valor de umbral, Ru, estando Ru ﬁjado por diseño o por criterio del operador;

-: cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por debajo de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula correspondiente a su ramal de salida de conexión con el colector que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por debajo de Rc:

-: cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por encima de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula correspondiente a su ramal de salida de conexión con el colector que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por encima del valor de consigna, Rc;

-: cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por debajo de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula correspondiente a su ramal de entrada de conexión con el colector que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por debajo del valor de consigna, Rc;

-: cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por encima de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula correspondiente a su ramal de entrada de conexión con el colector que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por encima del valor de consigna, Rc.

El procedimiento así mismo prescribe:

-: agrupar en la plancha central todos los tubos o conductos que reciban una intensidad de radiación por encima de un valor de consigna, Rc;

-: agrupar en una plancha adyacente todos los tubos o conductos que, por uno de los laterales de la plancha central, reciban una intensidad de radiación por encima del umbral Ru, sin llegar al valor de consigna, Rc;

-: cuando la temperatura a la salida de una plancha de una etapa no ha alcanzado el valor de consigna para esa etapa, se abren parcialmente las válvulas de la recirculación, bien se realice ésta por conducto exterior al receptor, bien se realice a través de una plancha de tubos antiparalelos, y se abren parcialmente las válvulas de paso a la siguiente etapa de calentamiento;

-: cuando la temperatura a la salida de una plancha central de una etapa supera el valor de consigna para esa etapa, sólo se abren las válvulas de paso a la siguiente etapa de calentamiento; o si es la última, a la evacuación del ﬂuido desde el receptor.

Explicación de las ﬁguras

La ﬁgura 1 muestra un esquema, en sección recta, de los tubos del receptor, sobre los que se expone el perﬁl de la intensidad de radiación recibida.

La ﬁgura 2 muestra el esquema de tres tubos de los que conforman el receptor, con su estructura interna.

La ﬁgura 3 muestra un corte transversal del receptor solar, donde los tubos van agrupados en haces de tres.

La ﬁgura 4 muestra un esquema longitudinal de un tubo, con las válvulas y colectores en sus dos cabeceras.

La ﬁgura 5 muestra el esquema transversal de una cabecera.

La ﬁgura 6 muestra el esquema longitudinal de un receptor, con una plancha central y dos adyacentes, y posibilidad de recirculación exterior.

La ﬁgura 7 muestra el esquema de circulación del ﬂuido calorífero en un montaje con varias planchas de tubos en paralelo y antiparalelo.

Modos de realización de la invención

Para facilitar la comprensión de las ﬁguras de la invención, y de sus modos de realización, a continuación se relacionan los elementos relevantes de la misma:

1.: Tubos del receptor de la radiación solar concentrada.

2.: Superﬁcie o cara activa del receptor (1).

3.: Punto central efectivo de la cara activa (2) del receptor (1), en su sección recta transversal, en el que produce el máximo valor de la intensidad de radiación recibida.

4.: Eje de ordenadas que mide el valor de la intensidad de la radiación, en W/m2 en unidades SI, en la sección recta transversal del receptor.

5.: Marca donde se alcanza el valor umbral Ru de la radiación incidente sobre el receptor.

6.: Marca donde se alcanza el valor de consigna, Rc, de la radiación incidente sobre el receptor.

7.: Recubrimiento selectivo y material soporte conductor sobre el que incide la radiación concentrada sobre el receptor. Su superﬁcie es en este caso la cara activa (2).

8.: Aislamiento térmico.

9.: Fluido calorífero que circula por el interior de los tubos (1).

10.: Módulo o haz de tubos (1), que constituyen una unidad operativa para aplicar el procedimiento de la invención. Puede ser un número cualquiera de tubos, aunque estén representados 3.

11.: Tubo individual (esquema longitudinal), que constituye el elemento básico del receptor.

12.: Válvula de entrada en el tubo (11), en esa modalidad de ﬂujo, de izquierda a derecha. El paso de ﬂuido se puede cambiar de sentido, según se disponga el funcionamiento de las bombas.

13.: Cabecera, en el extremo derecho del tubo (11). Las cabeceras de tubos paralelos son paralelas entre sí. Pueden corresponder a tubos individuales o, más generalmente, a haces o módulos de tubos (10). Los colectores a los que potencialmente va el ﬂuido (17 y 18) son depósitos cilíndricos corridos transversalmente a los tubos. La conexión entre tubos y colectores sólo se produce si se abren las válvulas de conexión.

14.: Válvula de salida en el tubo (11), en esa modalidad de ﬂujo, de izquierda a derecha, y que comunica con la cabecera (13).

15.: Válvula en la cabecera (13), en el ramal que comunica con el colector (17) de altas prestaciones, asociado a una plancha de alta intensidad de radiación (23).

16.: Válvula en la cabecera (13), en el ramal que comunica con el colector (18) de bajas prestaciones, asociado a una plancha de baja intensidad de radiación (24, 25). Estaría abierta ésta o la anterior (15) según se seleccionara el tubo como de bajas o altas prestaciones.

17.: Colector de altas prestaciones, asociado a una plancha de alta intensidad de radiación.

18.: Colector de bajas prestaciones, asociado a una plancha de baja intensidad de radiación.

19.: Válvula de salida del colector (17).

20.: Válvula de salida del colector (18).

21.: Válvula de entrada al colector (17) que en este caso cambiaría de función pues se revierte el ﬂujo, y recibe ﬂujo procedente de la etapa anterior.

22.: Válvula de entrada al colector (18) que en este caso cambiaría de función pues se revierte el ﬂujo, y sería colector de entrada al tubo (11).

23.: Plancha central de tubos (1).

24.: Plancha adyacente superior.

25.: Plancha adyacente inferior.

26.: Tubería externa de recirculación de la plancha adyacente superior (24).

27.: Tubería externa de recirculación de la plancha adyacente inferior (25).

28.: Entrada de ﬂuido de aportación en el receptor, a través del colector de entrada (30) de la plancha adyacente superior.

29.: Entrada de ﬂuido de aportación en el receptor, a través del colector de entrada (31) de la plancha adyacente inferior.

30.: Colector de entrada de la plancha adyacente superior (24).

31.: Colector de entrada de la plancha adyacente inferior (25).

32.: Válvula de entrada al colector de entrada (30) de la plancha adyacente superior, desde el ramal de recirculación (26).

33.: Válvula de entrada al colector de entrada (31) de la plancha adyacente inferior, desde el ramal de recirculación (27).

34.: Bomba a la entrada de la plancha adyacente superior, desde el colector (30).

35.: Bomba a la entrada de la plancha adyacente inferior, desde el colector (31).

36.: Válvula del ramal superior de recirculación del circuito de la plancha central (23) desde su colector de salida (38).

37.: Válvula del ramal inferior de recirculación del circuito de la plancha central (23) desde su colector de salida (38).

38. Colector de salida del circuito de la plancha central (23).

39. Válvula del colector de salida (38) del circuito de la plancha central (23).

40. Ramal superior de recirculación del circuito de la plancha central (23).

41. Ramal inferior de recirculación del circuito de la plancha central (23).

42. Válvula de entrada al colector de entrada (43) de la plancha central, desde los ramales de recirculación (40 y 41).

43. Colector de entrada de la plancha central.

44. Válvula de entrada a la plancha central.

45. Bomba en la entrada a la plancha central.

46. Colector de salida del circuito de la plancha adyacente superior (24).

47. Colector de salida del circuito de la plancha adyacente inferior (25).

48. Válvula del ramal de recirculación del circuito de la plancha adyacente superior (24) desde su colector de salida (46).

49. Válvula del ramal de recirculación del circuito de la plancha adyacente inferior (25) desde su colector de salida (47).

50. Válvula de paso al colector de entrada (43) de la plancha central (23) desde la plancha adyacente superior

(24) desde su colector de salida (46).

51. Válvula de paso al colector de entrada (43) de la plancha central (23) desde la plancha adyacente inferior

(24) desde su colector de salida (47).

52. Receptor multi-plancha con ﬂujos anti-paralelos.

53. Plancha superior de entrada del receptor (52).

54. Plancha superior de salida del receptor (52).

55. Plancha inferior de salida del receptor (52).

56. Plancha inferior de entrada del receptor (52).

57. Entrada de ﬂuido de aportación a la plancha superior de entrada (53) del receptor (52).

58. Entrada de ﬂuido de aportación a la plancha inferior de entrada (56) del receptor (52).

59. Válvula de entrada de ﬂuido de aportación a la plancha superior de entrada (53) del receptor (52).

60. Válvula de entrada de ﬂuido de aportación a la plancha inferior de entrada (56) del receptor (52).

61. Bomba de impulsión de ﬂuido a la plancha superior de entrada (53) del receptor (52).

62. Bomba de impulsión de ﬂuido a la plancha inferior de entrada (56) del receptor (52).

63. Colector de salida de la plancha superior de entrada (53) del receptor (52).

64. Colector de salida de la plancha inferior de entrada (56) del receptor (52).

65. Válvula de conexión del colector de salida (63) de la plancha superior de entrada (53) con el colector de entrada (82) a la plancha inferior de entrada (56).

66. Válvula de conexión del colector de salida (64) de la plancha inferior de entrada (56) con el colector de entrada (81) a la plancha superior de entrada (53).

67. Conducto de conexión del colector de salida (63) de la plancha superior de entrada (53) con el colector de entrada (82) a la plancha inferior de entrada (56).

68.: Conducto de conexión del colector de salida (64) de la plancha inferior de entrada (56) con el colector de entrada (81) a la plancha superior de entrada (53).

69.: Válvula de paso del ﬂuido del colector de salida (63) de la plancha superior de entrada (53) al colector de entrada (71) a la plancha superior de salida (54).

70.: Válvula de paso del colector de salida (64) del ﬂuido de la plancha inferior de entrada (56) al colector de entrada (72) a la plancha inferior de salida (55).

71.: Colector de entrada en la plancha superior de salida (54).

72.: Colector de entrada en la plancha inferior de salida (55).

73.: Bomba de impulsión de ﬂuido a la plancha superior de salida (54).

74.: Bomba de impulsión de ﬂuido a la plancha inferior de salida (55).

75.: Colector de salida de la plancha superior de salida (54).

76.: Colector de salida de la plancha inferior de salida (55).

77.: Válvula de salida del ﬂuido de la plancha superior de salida (54).

78.: Válvula de salida del ﬂuido de la plancha inferior de salida (55).

79.: Válvula en la conexión desde el colector de salida (76) de la plancha inferior de salida (55) al colector de entrada (71) en la plancha superior de salida (54) para el modo de recirculación a ese nivel.

80.: Válvula en la conexión desde el colector de salida (75) de la plancha superior de salida (54) al colector de entrada (70) en la plancha inferior de salida (55) para el modo de recirculación a ese nivel.

81.: Colector de entrada a la plancha periférica o de entrada superior (53).

82.: Colector de entrada a la plancha periférica o de entrada inferior (56).

83.: Cabecera izquierda del tubo 11 (en este caso, de entrada).

84.: Válvula en la cabecera (83), en el ramal que comunica con el colector (86) de altas prestaciones, asociado a una plancha de alta intensidad de radiación (23).

85.: Válvula en la cabecera (83), en el ramal que comunica con el colector (87) de bajas prestaciones, asociado a una plancha de baja intensidad de radiación (24, 25).

86.: Colector (en este caso, de entrada) de altas prestaciones, asociado a una plancha de alta intensidad de radiación.

87.: Colector (en este caso, de entrada) de bajas prestaciones, asociado a una plancha de baja intensidad de radiación.

88.: Válvula de salida del colector (86).

89.: Válvula de salida del colector (87).

90.: Válvula de entrada al colector (86) que recibe ﬂujo procedente de la etapa anterior, en el caso de que el tubo se seleccione para altas prestaciones.

91.: Válvula de entrada al colector (87) que recibe ﬂujo procedente de la etapa anterior, en el caso de que el tubo se seleccione para bajas prestaciones.

La invención se basa en construir el receptor como un conjunto de tubos (1) o conductos paralelos, de la longitud adecuada al campo de espejos que le envía la radiación reﬂejada, habiendo en cada extremo del tubo (11) una válvula de cierre/apertura del paso del ﬂuido (12 y 14). Por principio, estas válvulas están cerradas, y a través del tubo no circula nada de ﬂuido calorífero. Las válvulas se abren cuando, bien por medición, bien por cálculo, la intensidad de la radiación recibida por el tubo supera un valor umbral, Ru, deﬁnido por diseño o por decisión del operador de la instalación.

Los tubos o conductos, por ambos extremos, se insertan en sendas cabeceras (13, 83) que geométricamente son análogas, o exactamente iguales, pero no funcionalmente, pues una hará de cabecera de entrada y otra de salida, en función del recorrido que efectúe el ﬂuido; lo cual dependerá de qué bombas se activen y de qué válvulas se abran, lo que se establece en cada momento en función de los niveles de radiación térmica recibida por los diversos tubos y de las temperaturas alcanzadas a la salida de cada tubo, o de cada conjunto de tubos, pues estos se pueden agregar a dos niveles: en corto número, como haces (10) en los que el ﬂuido experimenta prácticamente la misma evolución por cada tubo; o en planchas (23, 24, 25, 53, 54, 55, 56) de mayor dimensión, que proporcionan unidades elementales de receptor. Estas unidades o planchas no son estáticas en su constitución, sino dinámicas, pues el número de tubos, o de haces de tubos, que conforman una plancha no es un número ﬁjo, sino que se adecua a los valores de la intensidad de la radiación en un momento dado. Esto hace que un tubo pueda estar integrado en una plancha periférica o adyacente (24, 25, 53, 56) a primera hora de la mañana de un día, y pase a estar integrado en la plancha central (23, 54, 55) cerca del mediodía, por haber subido la intensidad de la radiación que recibe ese tubo por encima de un nivel de consigna, Rc.

Cada cabecera (13, 83) en el extremo de cada tubo (11) o haz (10) es paralela a las cabeceras correspondientes de los otros tubos, con las que comparte los colectores (17, 18), que al menos son dos. Por el contrario, las válvulas de las cabeceras (15,16) son especíﬁcas de cada tubo o haz uniﬁcado de tubos (10); y precisamente la inclusión del tubo

o haz en una u otra plancha será función de las válvulas que se abran, como se indica en los procedimientos descritos más adelante.

Otra variable que se ha de considerar, ya a nivel de plancha de tubos, es si el ﬂuido emergente de una plancha tiene la temperatura adecuada para el nivel de calentamiento que se necesita. De ahí que se recircule el ﬂuido, lo cual puede hacerse por dos métodos: mediante un ramal exterior al receptor (ﬁgura 6), o mediante tubos del receptor (ﬁgura 7) cuyo ﬂujo va a contracorriente del anterior, o en anti-paralelo. En cada caso, las válvulas se abren en función de la geometría de circuito ﬂuido que se quiere establecer, contando además con las bombas de impulsión (34, 35, 45, 61, 62, 73, 74) que todo circuito hidráulico requiere.

Existen muchas posibles variantes que se pueden atender con esta invención, gracias al tipo de cabeceras (13) ideado.

Por ejemplo, para los montajes como el mostrado en la ﬁgura 6, con un sólo receptor, el ﬂuido entra en los haces adyacentes (24 y 25) por la captación de ﬂuido desde la tubería de aportación (28, 29), circula en un sentido por los haces adyacentes y, al llegar al ﬁnal de ese primer paso, es inyectado por medio de una conexión exterior en el haz central (23), donde se calienta hasta alta temperatura y se envía a la aplicación térmica.

Una alternativa diferente es la de la ﬁgura 7, en la que los tubos o haces de tubos se acondicionan, merced a las válvulas de las cabeceras, en planchas de ida y planchas de vuelta. Que un tubo quede integrado en una u otra es función de la apertura de válvulas. Otra cuestión que se aprovecha es que las planchas centrales se encargan del calentamiento deﬁnitivo, y las periféricas del precalentamiento. En esto la invención también proporciona gran ﬂexibilidad, por la posibilidad de recirculación, usando a tal ﬁn las válvulas generales, o macro-válvulas de conexión de las planchas (65, 66, 69, 70, 79, 80), que deben diferenciarse de las válvulas de cabecera (15, 16) de los tubos o haces de tubos (10), cuya misión esencial es integrar cada uno de éstos en una plancha determinada aunque, en el límite, podría haber planchas de un solo haz de tubos (1).

La invención completa la parte constructiva del receptor con un procedimiento para asignar un papel termo-hidráulico dado a cada tubo o haz uniﬁcado de ellos (10), mediante la apertura selectiva de ciertas válvulas.

El procedimiento básico se ha incluido en la descripción de la invención, pero sobre esos principios se pueden elaborar procedimientos más complejos, incluyendo, por ejemplo, más colectores en las cabeceras (13) con sus ramales de conexión y sus válvulas. En cualquier caso, el procedimiento básico recoge los citados principios de este tipo de colector de anchura variable, de acuerdo a las prescripciones siguientes:

-: abrir las válvulas (12 y 14) en ambos extremos de un tubo (11) o conducto, o haz uniﬁcado, cuando la intensidad de la radiación recibida por éste sea superior a un valor de umbral, Ru, estando Ru ﬁjado por diseño o por criterio del operador;

-: cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por debajo de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula (16) correspondiente a su ramal de salida de conexión con el colector (18) que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por debajo del valor de consigna, Rc:

-: cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por encima de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula (15) correspondiente a su ramal de salida de conexión con el colector (17) que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por encima del valor de consigna, Rc;

-: cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por debajo de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula (85) correspondiente a su ramal de entrada de conexión con el colector (87) que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por debajo del valor de consigna, Rc;

-: cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por encima de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula (84) correspondiente a su ramal de entrada de conexión con el colector (86) que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por encima del valor de consigna, Rc.

También se establecen prescripciones macroscópicas, a nivel de planchas, según sigue;

-: agrupar en la plancha central (23) todos los tubos o conductos que reciben una intensidad de radiación por encima de un valor de consigna, Rc, abriendo, en cada cabecera de entrada (83) de tubo o haz, las válvulas (84, 90) consecutivas del ramal que corresponde a ese nivel alto de intensidad de radiación, quedando conectado el correspondiente colector de entrada del tubo (86) con el colector general (43) de entrada de la plancha central (23); y abriendo las válvulas consecutivas (15, 19) que corresponden a ese nivel alto de intensidad de radiación del tubo o haz en su cabecera (13) de salida, quedando conectado a su vez el colector de salida del tubo o haz (17) con el colector general (38) de salida de dicha plancha central (23);

-: agrupar en una plancha adyacente (24, 25) todos los tubos o conductos que, por uno de los laterales de la plancha central, reciben una intensidad de radiación por encima del umbral Ru, sin llegar al valor de consigna, Rc, abriendo las válvulas consecutivas (85, 91) de dichos tubos que conectan el extremo de entrada de cada tubo y su colector (87) con el respectivo colector general (30, 31) de entrada de la respectiva plancha adyacente (24, 25); y abriendo las válvulas consecutivas (16, 20) de dichos tubos que conectan el extremo de salida de cada tubo y su colector (18) con el colector general respectivo (46, 47) de salida de la respectiva plancha adyacente (24, 25);

-: agrupar en una plancha periférica o de entrada (53, 56) todos los tubos o conductos que, por uno de los laterales del conjunto de tubos que conforman el receptor, reciben una intensidad de radiación por encima del umbral Ru, sin llegar al valor de consigna, Rc, abriendo las válvulas consecutivas (85, 91) de dichos tubos que conectan el extremo de entrada de cada tubo y su colector (87) con el respectivo colector general (81, 82) de entrada a la respectiva plancha periférica o de entrada (53, 56); y abriendo las válvulas consecutivas (16, 20) de dichos tubos que conectan el extremo de salida de cada tubo y su colector (18) con el colector general respectivo (63, 64) de salida de la respectiva plancha periférica o de entrada (53, 56);

-: agrupar en cada una de las planchas centrales o de salida (54, 55), a cada lado del punto medio efectivo (3) de la cara activa del receptor, todos los tubos o conductos de cada lado del receptor que reciben una intensidad de radiación por encima del valor de consigna, Rc, abriendo las válvulas consecutivas (84, 90) de dichos tubos que conectan el extremo de entrada de cada tubo y su colector (86) con el respectivo colector general (71, 72) de entrada a la respectiva plancha central o de salida (54, 55), y abriendo las válvulas consecutivas (15, 19) de dichos tubos que conectan el extremo de salida de cada tubo y su colector (17) con el colector respectivo (75, 76) de salida de la respectiva plancha central o de salida (54, 55).

Respecto de las válvulas generales de los ramales de entrada y salida de cada plancha de tubos, las prescripciones son:

-: cuando la temperatura a la salida de una plancha de una etapa no ha alcanzado el valor de consigna para esa etapa, se abren parcialmente las válvulas de la recirculación (48, 49, 32, 33, 36, 37, 42) si se recircula por conducto exterior al receptor (26, 27, 40, 41), o válvulas (65, 66, 79, 80) si se realiza a través de una plancha de tubos antiparalelos (53, 56; 54, 55), y quedan abiertas parcialmente las válvulas de paso (50, 51, 39) o (69, 70, 77, 78), respectivamente en cada caso, a la siguiente etapa de calentamiento;

-: cuando la temperatura a la salida de una plancha central (23, 54, 55) de una etapa supera el valor de consigna para esa etapa, sólo se abren las válvulas de paso (50, 51, 39, 69, 70, 77, 78) a la siguiente etapa de calentamiento; o si es la última, a la evacuación del ﬂuido desde el receptor.

Una vez descrita de forma clara la invención, se hace constar que las realizaciones particulares anteriormente descritas son susceptibles de modiﬁcaciones de detalle siempre que no alteren el principio fundamental y la esencia de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Receptor solar de anchura variable, constituido por un conjunto de tubos (1) paralelos, que pueden ir hidráulicamente uni&#64257;cados en haces (10), teniendo cada haz uni&#64257;cado una única válvula de entrada para todos sus tubos y una única válvula de salida; estando los tubos y haces contenidos dentro de un cajón-colector de dilatación y presión compensadas, o en otro receptáculo apropiado para alojar los citados tubos, absorbiéndose la radiación térmica en la cara o super&#64257;cie activa (2) donde incide la radiación, que es parte de la propia super&#64257;cie exterior de los tubos, o es un material super&#64257;cial conectado térmicamente con la super&#64257;cie de los tubos, teniendo dicha radiación una intensidad que en el sistema de unidades SI se mide en vatios por metro cuadrado, caracterizado por que cada tubo (11), o haz hidráulicamente uni&#64257;cado de tubos (10), está provisto de una válvula en cada extremo (12,14) y tiene además unas cabeceras (13, 83) en cada uno de sus extremos, que están provistas de ramales con válvulas (15, 16; 84, 85) que habitualmente están cerradas, así como las válvulas de cada extremo (12,14) que también están habitualmente cerradas, abriéndose estas válvulas de cada extremo (12,14) cuando la intensidad de la radiación recibida en la super&#64257;cie del tubo, o haz uni&#64257;cado de tubos, supera el valor umbral Ru, &#64257;jado por diseño o por criterio del operador; a lo que se añade un valor o nivel de consigna Rc, mayor que Ru, cali&#64257;cando al tubo o al haz de alta radiación si recibe una intensidad por encima de dicho nivel de consigna Rc, y de baja radiación si la intensidad que recibe está por debajo de Rc; constituyendo los ramales de las cabeceras (13, 83) una conexión potencial entre el interior del tubo y do s colectores de &#64258;uido en cada cabecera, estando interrumpida la conexión física del &#64258;ujo de &#64258;uido por cada ramal mediante una válvula (15, 16; 84, 85) habitualmente cerrada; y en la cabecera de salida (13) se conecta el tubo o haz al colector (18) que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por debajo de Rc, cuando dicho tubo recibe intensidad de radiación por debajo de Rc, lo que se materializa por apertura de su correspondiente válvula (16); y en la cabecera de salida (13) se conecta el tubo o haz al colector (17) que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por encima de Rc, cuando dicho tubo recibe intensidad de radiación por encima de Rc, lo que se materializa por apertura de su correspondiente válvula (15); habiendo en la cabecera de entrada (83) de &#64258;uido otros dos colectores (86, 87), siendo uno de ellos (87) el que opera con todo tubo o haz que recibe intensidad de radiación por debajo del nivel de consigna Rc, al cual tubo o haz se conecta por apertura de su correspondiente válvula (85); y el otro colector (86) en la cabecera de entrada (83) opera con todo tubo o haz que recibe intensidad de radiación por encima del nivel de consigna Rc, al cual tubo o haz se conecta por apertura de su correspondiente válvula (84); y siendo cada cabecera (13, 83) en el extremo de cada tubo (11) o haz (10) paralela a las cabeceras correspondientes de los otros tubos (1), con las que comparte los colectores (17, 18, 86, 87); siendo, por el contrario, las válvulas de las cabeceras (15, 16, 84, 85) especí&#64257;cas de cada tubo o haz uni&#64257;cado de tubos (10).
2.

Receptor solar de anchura variable, según reivindicación primera, caracterizado por que el número total de tubos paralelos (1) que conforman el receptor tiene una anchura, medida transversalmente a la dimensión longitud de los tubos, que es igual o mayor que la máxima anchura esperada, en una instalación determinada, del haz de radiación incidente en el receptor.
3.

Receptor solar de anchura variable, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los citados tubos se agrupan en haces longitudinales hidráulicamente uniﬁcados (10), teniendo cada haz uniﬁcado una única válvula de entrada para todos sus tubos y una única válvula de salida, y están aislados térmicamente entre sí (8) en sentido longitudinal, así como por la parte posterior, opuesta a la cara activa (2); aplicándose el aislamiento a cada tubo, si éstos no se agrupan en haces, o el haz es monotubo.
4.

Receptor solar de anchura variable, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los tubos o haces de tubos se agrupan en planchas (23, 24, 25) de tubos que toman el ﬂuido de un mismo colector de entrada (43, 30, 31) y lo conducen hasta otro colector de salida (38, 46, 47), también el mismo para todos dichos tubos; estando estos colectores de salida (46, 47, 38) potencialmente conectados mediante ramales de tubería o conducto, bien a los colectores de entrada de otras planchas, bien a la tubería de recirculación de la misma plancha (26, 27, 40, 41), bien a los conductos de salida (39) generales del ﬂuido calorífero del conjunto del receptor; y estando los colectores de entrada (43, 30, 31) potencialmente conectados mediante ramales de tubería o conducto, bien a los colectores de salida de otras planchas, bien a la tubería de recirculación de la misma plancha (26, 27, 40, 41), bien a los conductos de entrada (28, 29) generales del ﬂuido calorífero al conjunto del receptor; no siendo ﬁja la antedicha agrupación de tubos o haces en planchas, sino variable, pues depende de las válvulas que se abren en las cabeceras de cada tubo o haz, de tal modo que una plancha está compuesta, en un momento dado, por todos los tubos y haces de tubos que tengan abiertas exclusivamente las válvulas de las cabeceras que conectan el tubo, o el haz uniﬁcado, a un mismo colector general de entrada y a un mismo colector general de salida.
5.

Receptor solar de anchura variable, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el calentamiento del ﬂuido se realiza en diversas etapas, constando cada etapa con una plancha, o varias en paralelo, considerando en cada etapa si se ha alcanzado la temperatura de consigna para pasar a la siguiente etapa; recirculándose parcialmente, en caso contrario, el ﬂuido calorífero por otros tubos de la misma etapa, denominados antiparalelos (53, 56; 54, 55), de tal modo que en una etapa dada puede haber hasta la mitad de tubos con el ﬂuido moviéndose en una dirección opuesta a la de avance del ﬂuido, lo cual es posible por la reversibilidad de los tubos.
6.

Receptor solar de anchura variable, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la disposición con un solo receptor o con un conjunto de receptores en serie, los tubos se agregan en tres planchas, una central (23) y dos adyacentes (24, 25), circulando el ﬂuido calorífero primero por las planchas adyacentes, en

un sentido, y retornando el ﬂuido en su totalidad por la plancha central del mismo receptor, en sentido contrario, si la temperatura alcanzada supera la de consigna en ese punto, inyectándose el ﬂuido en la plancha central desde las adyacentes, mediante la apertura de las válvulas (50, 51) que propician ese sentido del ﬂujo del ﬂuido, permaneciendo las demás cerradas; y recirculándose parcialmente el ﬂuido en las planchas adyacentes mediante un circuito exterior (26, 27), si no se ha alcanzado la temperatura de consigna a la salida de las planchas adyacentes, mediante la apertura de las válvulas que propician dicha recirculación (48, 32, 49, 33).
7. Procedimiento de variación de la anchura en un receptor solar de anchura variable, que comprende la determinación de:

-

la distribución transversal de la densidad de potencia recibida,

-

la temperatura del ﬂuido en las salidas de todas las planchas de la instalación, caracterizado por que establece las siguientes pautas:

-

abrir las válvulas (12 y 14) en ambos extremos de un tubo (11) o conducto, o haz uniﬁcado (10), cuando la intensidad de la radiación recibida por éste sea superior a un valor de umbral, Ru, estando Ru ﬁjado por diseño o por criterio del operador;

-

cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por debajo de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula (16) correspondiente a su ramal de salida de conexión con el colector (18) que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por debajo del valor de consigna, Rc:

-

cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por encima de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula (15) correspondiente a su ramal de salida de conexión con el colector (17) que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por encima del valor de consigna, Rc;

-

cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por debajo de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula (85) correspondiente a su ramal de entrada de conexión con el colector (87) que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por debajo del valor de consigna, Rc;

-

cuando un tubo o haz recibe intensidad de radiación por encima de un nivel de consigna Rc ﬁjado para esa instalación por su proyectista o por su operador, para esa etapa, se abre la válvula (84) correspondiente a su ramal de entrada de conexión con el colector (86) que opera con los tubos que reciben intensidad de radiación por encima del valor de consigna, Rc.
8. Procedimiento de variación de la anchura en un receptor solar de anchura variable, según la reivindicación 7, caracterizado por que se establecen prescripciones macroscópicas, a nivel de planchas, según sigue;

-

agrupar en la plancha central (23) todos los tubos o conductos que reciben una intensidad de radiación por encima de un valor de consigna, Rc, abriendo, en cada cabecera de entrada (83) de tubo o haz, las válvulas (84, 90) consecutivas del ramal que corresponde a ese nivel alto de intensidad de radiación, quedando conectado el correspondiente colector de entrada del tubo (86) con el colector general (43) de entrada de la plancha central (23); y abriendo las válvulas consecutivas (15, 19) que corresponden a ese nivel alto de intensidad de radiación del tubo o haz, en su cabecera (13) de salida, quedando conectado a su vez el colector de salida del tubo o haz (17) con el colector general (38) de salida de dicha plancha central (23);

-

agrupar en una plancha adyacente (24, 25) todos los tubos o conductos que, por uno de los laterales de la plancha central, reciben una intensidad de radiación por encima del umbral Ru, sin llegar al valor de consigna, Rc, abriendo las válvulas consecutivas (85, 91) de dichos tubos que conectan el extremo de entrada de cada tubo y su colector (87) con el respectivo colector general (30, 31) de entrada de la respectiva plancha adyacente (24, 25); y abriendo las válvulas consecutivas (16, 20) de dichos tubos que conectan el extremo de salida de cada tubo y su colector (18) con el colector general respectivo (46, 47) de salida de la respectiva plancha adyacente (24, 25);

-

agrupar en una plancha periférica o de entrada (53, 56) todos los tubos o conductos que, por uno de los laterales del conjunto de tubos que conforman el receptor, reciben una intensidad de radiación por encima del umbral Ru, sin llegar al valor de consigna, Rc, abriendo las válvulas consecutivas (85, 91) de dichos tubos que conectan el extremo de entrada de cada tubo y su colector (87) con el respectivo colector general (81, 82) de entrada a la respectiva plancha periférica o de entrada (53, 56); y abriendo las válvulas consecutivas (16, 20) de dichos tubos que conectan el extremo de salida de cada tubo y su colector (18) con el colector general respectivo (63, 64) de salida de la respectiva plancha periférica o de entrada (53, 56);

-

agrupar en cada una de las planchas centrales o de salida (54, 55), a cada lado del punto medio efectivo (3) de la cara activa del receptor, todos los tubos o conductos de cada lado del receptor que reciben una intensidad de radiación por encima del valor de consigna, Rc, abriendo las válvulas consecutivas (84, 90) de dichos tubos que conectan el extremo de entrada de cada tubo y su colector (86) con el respectivo colector general (71, 72) de entrada a la respectiva plancha central o de salida (54, 55), y abriendo las válvulas consecutivas (15, 19) de dichos tubos que conectan el extremo de salida de cada tubo y su colector (17) con el colector respectivo (75, 76) de salida de la respectiva plancha central o de salida (54, 55).
9. Procedimiento de variación de la anchura en un receptor solar de anchura variable, según cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado por que para las válvulas generales de los ramales de entrada y salida de cada plancha de tubos, las prescripciones son:

-

cuando la temperatura a la salida de una plancha de una etapa no ha alcanzado el valor de consigna para esa etapa, se abren parcialmente las válvulas de la recirculación (48, 49, 32, 33, 36, 37, 42) si se recircula por conducto exterior al receptor (26, 27, 40, 41), o válvulas (65, 66, 79, 80) si se realiza a través de una plancha de tubos antiparalelos (53, 56; 54, 55), y quedan abiertas parcialmente las válvulas de paso (50, 51, 39) o (69, 70, 77, 78), respectivamente en cada caso, a la siguiente etapa de calentamiento;

-

cuando la temperatura a la salida de una plancha central (23, 54, 55) de una etapa supera el valor de consigna para esa etapa, sólo se abren las válvulas de paso (50, 51, 39, 69, 70, 77, 78) a la siguiente etapa de calentamiento; o si es la última, a la evacuación del ﬂuido desde el receptor.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201100234

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 01.03.2011

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

Documentos citados Reivindicaciones afectadas

A A A

US 4546758 A (EBERNARD FRANCK) 15.10.1985, columna 1, líneas 8-13; columna 3, líneas 10-19,66-68; columna 4, líneas 39-45; columna 5, líneas 7-12; columna 10, líneas 28-35. WO 2009029275 A2 (AUSRA INC) 05.03.2009, párrafos [0195],[0196]; figuras 21A-21C. ES 2345759 A1 (UNIV MADRID POLITECNICA) 30.09.2010, reivindicaciones; figuras. 1-9 1-9 1-9

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 28.03.2011

Examinador A. Rodríguez Cogolludo Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201100234

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD F24J2/07 (2006.01)

F24J2/06 (2006.01) F24J2/40 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

F24J

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201100234

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 28.03.2011

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-9 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-9 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201100234

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

US 4546758 A (EBERNARD FRANCK) 15.10.1985

D02

WO 2009029275 A2 (AUSRA INC) 05.03.2009
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

La solicitud se refiere a un colector solar que, mediante el uso de un sistema de colectores y válvulas, permite adaptar el flujo del fluido térmico a las variaciones de la intensidad de radiación solar para obtener un rendimiento mejorado. Los documentos D01 y D02 del estado de la técnica que se citan en el presente informe divulgan sistemas receptores de la radiación solar en los que se controla el paso de fluido por los tubos o haces de tubos colectores en función del nivel de radiación incidente. El documento D01 emplea haces de tubos conectados a colectores comunes de entrada y de salida e indica que dichos haces se pueden conectar en serie o en paralelo en función de la intensidad de radiación incidente a lo largo del día. Sin embargo, no detalla de qué forma se lleva a cabo dicha conexión ni cuál es el modo de funcionamiento del sistema.

El receptor del documento D02 presenta una serie de válvulas de paso cuya apertura y cierre permiten controlar el paso de fluido por las diferentes secciones de tubos. De esta forma, se hace circular el fluido por la zona central o por la zona periférica del receptor según la demanda del sistema o las condiciones ambientales existentes.

En ambos documentos, el control del paso de fluido tiene como objetivo optimizar el rendimiento de la instalación.

La invención objeto de estudio difiere de lo divulgado en los documentos D01 y D02 en que ninguno de ellos presenta una disposición de colectores y válvulas semejante a la de la reivindicación 1.

Por otra parte, el modo de funcionamiento asociado al receptor solar de la reivindicación 1 y que se recoge en la reivindicación 7 de la solicitud tampoco se encuentra divulgado en los documentos del estado de la técnica. No se considera obvio que un experto en la materia obtenga la invención a partir de los documentos mencionados anteriormente. Por tanto, las reivindicaciones independientes 1 y 7 son nuevas e implican actividad inventiva según los arts.
6.1 y 8.1 de la Ley 11/1986 de Patentes.

Las reivindicaciones dependientes 2 a 6, 8 y 9 de la solicitud cumplen también los requisitos de novedad y actividad inventiva según la Ley 11/1986 de Patentes.

Informe del Estado de la Técnica Página 4/4