ES2365281A1 - System of hot water sanitary for solar energy with recovery of residual energy. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Sistema de agua caliente sanitaria por energía solar con recuperación de energía residual.Domestic hot water system for energy solar with recovery of residual energy.
El objeto de la presente invención consiste en un sistema de agua caliente sanitaria por energía solar con recuperación de energía residual y aplicación con alta eficacia de energía complementaria.The object of the present invention is to a solar hot water system with solar energy waste energy recovery and application with high efficiency of complementary energy.
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El campo en el que se encuadra la invención es en el de los sistemas de agua caliente sanitaria que utilizan energías renovables para su funcionamiento.The field in which the invention is framed is in that of the domestic hot water systems that they use renewable energies for its operation.
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La obtención de agua caliente a temperaturas inferiores a 70ºC, a partir de la aplicación directa de la energía solar, es desde hace mucho tiempo una de las prácticas de aprovechamiento de la radiación del Sol más ampliamente utilizadas, debido a la competitividad de dicho sistema en relación con las fuentes convencionales; esto es gracias al elevado rendimiento que para dichas temperaturas poseen los captadores, así como a la reducida inversión que supone dicho aprovechamiento.Obtaining hot water at temperatures below 70ºC, from the direct application of energy solar, has long been one of the practices of use of the sun's most widely used radiation, due to the competitiveness of said system in relation to the conventional sources; this is thanks to the high performance that for these temperatures they have the sensors, as well as the reduced investment involved in this use.
Las aplicaciones del agua caliente a baja temperatura son muy variadas, y van desde el calentamiento de piscinas, donde es preciso mantener el agua del vaso a unos 25ºC, hasta la utilización como agua caliente sanitaria en viviendas, hospitales, etc., donde se requieren temperaturas de hasta 50ºC, pasando por tas aplicaciones industriales y las correspondientes a calefacciones a baja temperatura.Hot water applications at low temperature are very varied, and range from heating to pools, where it is necessary to keep the water in the glass at about 25ºC, until use as domestic hot water in homes, hospitals, etc., where temperatures of up to 50ºC are required, going through industrial applications and those corresponding to low temperature heating.
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Centrando el tema en la obtención del agua caliente sanitaria, donde a las ventajas descritas anteriormente se une la de su utilización a lo largo de todo el año, los componentes que son susceptibles de entrar a formar parte de un sistema de aprovechamiento de la energía solar, tanto para agua caliente sanitaria como para calefacción, se encuentran englobados en los subsistemas de captación, de distribución, de intercambio, de acumulación, de energía de apoyo y de regulación.Focusing on the issue of obtaining water sanitary hot, where the advantages described above are joins that of its use throughout the year, the components that are likely to become part of a system of solar energy utilization, both for hot water sanitary as for heating, are included in the subsystems of collection, distribution, exchange, of accumulation, support and regulation energy.
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Está formado por el campo de captadores solares que recogen la radiación solar y transmiten la energía calorífica al fluido que circula por ellos.It is formed by the field of solar collectors that collect solar radiation and transmit heat energy to fluid flowing through them.
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Conjunto de tuberías por las que circulan los diferentes tipos de fluidos. La circulación puede ser por termosifón, pero es más eficaz el empleo de bombas que puede regular mucho mejor el funcionamiento del sistema.Set of pipes through which the Different types of fluids. The circulation can be by thermosiphon, but it is more efficient to use pumps that can regulate much better system operation.
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Cuando en el sistema de aprovechamiento solar el fluido de consumo no circula a través de los captadores, debe existir un intercambiador, donde se realice la transmisión de calor del fluido caloportador al de consumo.When in the solar harvesting system the consumption fluid does not circulate through the collectors, it must there is an exchanger, where the heat transfer takes place from heat transfer fluid to consumption fluid.
En instalaciones de pequeño tamaño el intercambiador se incluye en el depósito acumulador, cediendo calor directamente al fluido de consumo contenido en el acumulador. Este tipo de intercambiadores adopta generalmente dos configuraciones: la de serpentín, con posibilidad de corrosión galvánica por utilización de metales diferentes, y la de cámara envolvente, que soluciona este problema, aun cuando tiene un rendimiento inferior.In small installations the heat exchanger is included in the accumulator tank, yielding heat directly to the consumption fluid contained in the accumulator. This type of exchangers generally adopts two configurations: coil, with possibility of galvanic corrosion by use of different metals, and the envelope chamber, which solves this problem, even when it has a lower performance.
Para instalaciones más importantes se emplean los intercambiadores exteriores al depósito acumulador, siendo los más utilizados el tubular y el de placas.For more important installations they are used the exchangers outside the accumulator tank, being the most used the tubular and the plates.
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Está formado por el o los depósitos acumuladores, que almacena agua caliente, habitualmente por estratificación, y permite la utilización del agua caliente aun cuando no exista radiación solar, de tal forma que consigue la adecuación de las características intermitentes y variables de la radiación solar, a las del consumo. La estratificación antes mencionada se consigue mediante las adecuadas conexiones entre captadores y acumulador; estas conexiones deben establecerse cumpliendo las siguientes condiciones:It is formed by the deposit (s) accumulators, which stores hot water, usually by stratification, and allows the use of hot water even when there is no solar radiation, so that it achieves the adequacy of the intermittent and variable characteristics of the solar radiation, to those of consumption. Stratification before mentioned is achieved through the appropriate connections between collectors and accumulator; these connections must be established meeting the following conditions:
La entrada al colector, que debe efectuarse por la parte inferior, ha de estar conectada con la parte inferior del acumulador, donde se encuentra el agua más fría.The entrance to the collector, which must be done by the lower part must be connected to the lower part of the accumulator, where the coldest water is located.
La salida del colector, que debe efectuarse por la parte superior, ha de estar conectada con la parte superior del acumulador, donde se encuentra el agua más caliente.The exit of the collector, which must be done by the upper part must be connected to the upper part of the accumulator, where the hottest water is located.
La entrada del agua fría de la red al acumulador debe efectuarse por la parte inferior.Cold water inlet from the network to the accumulator It must be done from the bottom.
La salida del agua caliente del acumulador para el consumo debe efectuarse por la parte superior.The hot water outlet of the accumulator for The consumption must be made from the top.
Si se colocan varios depósitos, como en la propuesta de esta patente, no trabajarían por estratificación si no que cada depósito acumularía a una temperatura distinta, con una mayor eficacia.If several deposits are placed, as in the proposal of this patent, would not work by stratification if not that each tank would accumulate at a different temperature, with a greater efficiency
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Dado que generalmente el sistema de aprovechamiento solar no va a cubrir el 100% de las necesidades de agua caliente sanitaria, por no resultar interesante desde el punto de vista económico y por el sobrecalentamiento permanente de la instalación, cuando la temperatura que se requiere en el agua de consumo no sea alcanzada con este sistema será preciso instalar un sistema auxiliar que, mediante la utilización de otra fuente energética, generalmente convencional, permita obtener la temperatura de consumo requerida.Since generally the system of solar utilization will not cover 100% of the needs of domestic hot water, not to be interesting from the point economic view and the permanent overheating of the installation, when the temperature that is required in the water of consumption is not achieved with this system it will be necessary to install a auxiliary system that, by using another source energy, usually conventional, allow to obtain the required consumption temperature.
Existen diferentes métodos de incorporación de la energía auxiliar al agua precalentada a través de un sistema solar; los más utilizados consisten en el calentamiento del agua contenida en el depósito de acumulación del sistema solar, en el calentamiento del agua de un depósito de acumulación de apoyo o en el calentamiento al paso a la salida del acumulador.There are different methods of incorporating auxiliary energy to preheated water through a system solar; the most commonly used consist of water heating contained in the accumulation tank of the solar system, in the water heating of a support accumulation tank or in heating to the passage at the outlet of the accumulator.
Estos tipos de apoyo pueden efectuarse con cualquier tipo de energía, ya sea obtenida a partir de combustibles sólidos, líquidos o gaseosos, de electricidad o de otro sistema alternativo. Los sistemas de apoyo que precisen de una instalación costosa sólo serán rentables en el caso de grandes consumos energéticos; por contra en instalaciones de tamaño reducido, calculadas para obtener la máxima rentabilidad, que en nuestras latitudes alcanzan unos porcentajes de aporte de la energía solar comprendidos entre el 55 y el 85% del total de las necesidades, este aporte auxiliar se obtiene a partir del gas, principalmente en aplicaciones de calentamiento al paso, por ser instantáneo y abundante, y, cada día más, a partir de la energía eléctrica con uso nocturno, mediante la introducción de una resistencia de inmersión en la parte alta del acumulador, si se trata del primer método antes descrito, o en la parte baja del acumulador de apoyo si se trata del segundo. Generalmente el apoyo eléctrico permite acceder a los sistemas con menor coste inicial, pero del mismo modo ofrece en la mayor parte de los casos los costes energéticos más elevados.These types of support can be done with any type of energy, whether obtained from fuels solids, liquids or gaseous, of electricity or of another system alternative. Support systems that require an installation expensive will only be profitable in the case of large consumption energetic; by cons in facilities of reduced size, calculated to obtain maximum profitability, which in our latitudes reach a percentage of solar energy contribution between 55 and 85% of the total needs, this auxiliary contribution is obtained from gas, mainly in heating applications to the step, for being instantaneous and abundant, and, more and more, from electrical energy with use nocturnal, by introducing an immersion resistor in the upper part of the accumulator, if it is the first method before described, or in the lower part of the support accumulator if it is the second. Generally the electrical support allows access to systems with lower initial cost, but similarly offers in the most of the cases the highest energy costs.
En la presente patente se ha eliminado la necesidad de este sistema de apoyo o se reduce al máximo.In the present patent the Need for this support system or reduced to the maximum.
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Está formado por el conjunto de elementos (termostatos, manómetros, sondas, etc.) que, de acuerdo con las temperaturas de los subsistemas de captación, intercambio y acumulación, permiten la puesta en funcionamiento o parada del sistema.It is formed by the set of elements (thermostats, pressure gauges, probes, etc.) which, according to the temperatures of the subsystems of collection, exchange and accumulation, allow the start-up or stop of the system.
Generalmente el control de un sistema solar se efectúa mediante la comparación, con un termostato diferencial, entre las temperaturas en los colectores y en el depósito acumulador, medidas con cualquier tipo de sonda ya sea de inmersión o de contacto. Si la temperatura de los colectores es superior en unos grados determinados a la del acumulador, el termostato pone en marcha la bomba de circulación para que el fluido recorra los captadores, mientras que si aquella temperatura se encuentra por debajo de unos grados, también previamente ajustados, se detiene la bomba.Generally the control of a solar system is performed by comparison, with a differential thermostat, between the temperatures in the collectors and in the tank accumulator, measures with any type of immersion probe or contact If the temperature of the collectors is higher in certain degrees to the accumulator, the thermostat puts on the circulation pump runs so that the fluid travels through the sensors, while if that temperature is found by below a few degrees, also previously adjusted, the bomb.
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La clasificación básica de los sistemas de agua caliente sanitaria se establece a partir del fluido que circula a través de los captadores y de la forma en que se efectúa esta circulación entre los subsistemas de captación y de acumulación.The basic classification of water systems sanitary hot is established from the fluid that circulates to through the sensors and the way this is done circulation between the collection and accumulation subsystems.
Según que el fluido caloportador, que circula por los captadores, sea la misma agua de consumo o se establezca un intercambio entre el calor obtenido por el fluido caloportador y el de consumo, se originan dos tipos de sistemas: el directo, donde el agua de consumo actúa de fluido caloportador, y el indirecto, donde el fluido caloportador cede calor en el intercambiador al de consumo.According to the heat transfer fluid, which circulates by the collectors, be the same drinking water or establish a exchange between the heat obtained by the heat transfer fluid and the of consumption, originate two types of systems: the direct, where the drinking water acts as a heat transfer fluid, and the indirect one, where the heat transfer fluid gives heat in the exchanger to that of consumption.
El sistema directo, también denominado de circuito abierto, presenta problemas derivados de las posibilidades de congelación del agua, tanto en los colectores, como en la red de distribución primaria, de la producción de corrosiones y de la formación de incrustaciones.The direct system, also called of open circuit, presents problems derived from the possibilities of freezing of water, both in the collectors, and in the network of primary distribution, corrosion production and inlay formation.
El riesgo de congelación puede evitarse mediante la aplicación de diversos métodos, que van desdé el vaciado de la instalación en caso de que la temperatura exterior descienda de un determinado nivel, hasta la colocación de resistencias eléctricas en el circuito para el calentamiento del agua, pasando por el método más habitual consistente en hacer circular agua caliente del acumulador a través de los captadores, lo que origina grandes pérdidas energéticas, pero que soluciona el problema del aumento de volumen del fluido al producirse la congelación.The risk of freezing can be avoided by the application of various methods, which go from the emptying of the installation in case the outside temperature drops by certain level, until the placement of electrical resistors in the water heating circuit, going through the method most common consisting of circulating hot water from the accumulator through the collectors, which causes large energy losses, but that solves the problem of increasing volume of the fluid when freezing occurs.
En cuanto a los riesgos de corrosiones e incrustaciones, ambos pueden evitarse mediante tratamientos del fluido y con la elección cuidadosa de los materiales de la instalación.Regarding the risks of corrosion and inlays, both can be avoided by treating fluid and with the careful choice of the materials of the installation.
En el sistema indirecto o de circuito cerrado se establece un intercambio de calor entre el fluido caloportador y el de consumo, y consta, por tanto, de un circuito primario entre captadores e intercambiador, que cede calor a un circuito secundarlo por donde circula el agua de consumo. Esta mejora elimina los inconvenientes del sistema directo a costa de elevar el precio de la instalación y disminuir el rendimiento del sistema, debido al intercambio de calor. Por otro lado, elimina el riesgo de congelación al ser posible utilizar anticongelante en el circuito primario.In the indirect or closed circuit system, establishes a heat exchange between the heat transfer fluid and the consumption, and therefore consists of a primary circuit between collectors and exchanger, which gives heat to a secondary circuit where the drinking water circulates. This improvement eliminates the drawbacks of the direct system at the cost of raising the price of the installation and decrease system performance due to heat exchange On the other hand, it eliminates the risk of freezing when possible to use antifreeze in the circuit primary.
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Según que la circulación se establezca de forma natural o forzada se distinguen dos tipos de sistemas, denominados asimismo de circulación natural y forzada.According to the circulation being established so natural or forced distinguish two types of systems, called also of natural and forced circulation.
En el sistema de circulación por gravedad,
también denominado por convección, pasivo o por termosifón, el agua
que se ha calentado en el captador asciende al disminuir su densidad
y ser más ligera que el agua fría, a igualdad de volumen. Este
sistema es el más sencillo, ya que su funcionamiento es automático y
no necesita bomba de circulación ni ningún tipo de control; no
obstante, para poder utilizarlo es preciso, por un lado, que el
depósito acumulador se encuentre situado a nivel superior al de los
captadores solares, y por otro, que el calentamiento del agua sea
suficiente para vencer las resistencias que se oponen a la
circulación del agua, o pérdidas de carga debidas tanto al
rozamiento del agua sobre la pared interna de la tubería como a los
accidentes de su recorrido (codos, curvas, válvulas,
etc.).In the gravity circulation system, also called convection, passive or thermosiphon, the water that has been heated in the collector rises by decreasing its density and being lighter than cold water, at equal volume. This system is the simplest, since its operation is automatic and does not require a circulation pump or any type of control; nevertheless, to be able to use it, it is necessary, on the one hand, that the accumulator tank is located higher than that of the solar collectors, and on the other, that the heating of the water is sufficient to overcome the resistances that oppose the circulation of the water, or losses of load due both to the friction of the water on the internal wall of the pipe and to the accidents of its route (elbows, curves, valves,
etc.).
La presión será mayor y, por tanto, más rápida la circulación del agua, cuanto mayor sea su calentamiento, o lo que es lo mismo, la irradiancia solar, y cuanto mayor sea altura, con la salvedad de que este aumento de la altura origina mayores pérdidas de carga e incrementos en el coste del sistema.The pressure will be higher and therefore faster the circulation of water, the greater its heating, or what it is the same, solar irradiance, and the higher the height, with the except that this increase in height causes greater losses of load and increases in the cost of the system.
Los sistemas por termosifón generalmente se comercializan como equipos compactos que constan de uno o dos captadores planos, sobre los que se sitúa un depósito acumulador aislado, conectado a ellos, y montados ambos sobre una estructura que rigidiza el conjunto y permite su colocación sobre superficies horizontales. La utilización del sistema de forma directa o indirecta dependerá del tipo de instalación que se efectúe, en función de las previsiones de utilización de dichos sistema.Thermosiphon systems are usually marketed as compact equipment consisting of one or two flat collectors, on which an accumulator tank is located isolated, connected to them, and mounted both on a structure which stiffens the assembly and allows its placement on surfaces horizontal. The use of the system directly or indirectly it will depend on the type of installation that is carried out, in function of the forecasts of use of said system.
Las principales limitaciones derivadas de la utilización del sistema de agua caliente sanitaria por termosifón se pueden resumir en los cuatro puntos siguientes:The main limitations derived from the use of the domestic hot water system by thermosiphon se They can summarize in the following four points:
(i) La red de distribución debe efectuarse con las menores pérdidas de carga posibles, ya que en otro caso no serían vencidas por la convección.(i) The distribution network must be carried out with the lowest possible head losses, since otherwise They would be defeated by convection.
(ii) El depósito acumulador debe situarse por encima de los captadores y próximo a ellos, lo que puede originar problemas, tanto por la estética que el sistema ofrece en su integración con el edificio, como por las dificultades técnicas derivadas de dicha situación, y por las pérdidas de calor de dicho acumulador.(ii) The accumulator tank must be located by on top of the collectors and next to them, which can cause problems, both for the aesthetics that the system offers in its integration with the building, as per the technical difficulties derived from said situation, and by the heat losses of said accumulator.
(iii) La conexión de captadores en serie no puede ser aplicada a un sistema por termosifón, debido a la gran resistencia a la circulación del agua que se produce al atravesar todo el fluido la totalidad de los captadores.(iii) The connection of series sensors does not It can be applied to a thermosiphon system, due to the large resistance to the circulation of water that occurs when crossing all the fluid all the sensors.
(iv) El control de la temperatura en el almacenamiento de este tipo de sistemas es difícil y costoso, por lo que generalmente no se coloca, y su ausencia permite alcanzar temperaturas de fluido superiores a los 60ºC, lo que favorece las incrustaciones que dificultan la circulación del mismo.(iv) Temperature control in the Storage of such systems is difficult and expensive, so which generally is not placed, and its absence allows to reach fluid temperatures above 60 ° C, which favors inlays that hinder its circulation.
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Las principales limitaciones actuales de la técnica se refieren a que los sistemas solares para la preparación del agua caliente sanitaria, ya sean colectores solares planos, colectores de vacío o cualquier otro tipo de captador, se dimensionan bajo premisas de amortización y de rendimiento económico. Otro factor determinante para su dimensionado es el evitar tener la instalación sobredimensionada parte del año, lo que supondría un exceso de calor que podría dañar al sistema.The main current limitations of the technique refer to the solar systems for preparation of domestic hot water, whether flat solar collectors, vacuum collectors or any other type of collector, is dimensioned under amortization and performance premises economic. Another determining factor for its dimensioning is the avoid having the oversized installation part of the year, which It would involve excess heat that could damage the system.
En estos casos, para prevenir el problema, se vacía la instalación, total o parcialmente, se fracciona o se disipa al calor hacia el exterior, el aire, la tierra, una piscina, un pozo, etc. Todo esto representa una incomodidad grande por lo que se tiende a dimensionar las instalaciones de modo que sólo cubran una fracción de las necesidades totales. Esta fracción puede variar entre el 30 y el 70%.In these cases, to prevent the problem, empty the installation, totally or partially, it is divided or dissipates heat outward, air, earth, a pool, a well, etc. All this represents a great discomfort so facilities tend to be sized so that they only cover a fraction of the total needs. This fraction may vary. between 30 and 70%.
El porcentaje restante lo debe proporcionar un sistema de calentamiento convencional, electricidad o una caldera de combustión, o se debe aceptar que la temperatura que se obtendrá del sistema en muchos momentos no será la deseada para su uso, que deberá rondar los 40ºC.The remaining percentage must be provided by a conventional heating system, electricity or a boiler combustion, or it must be accepted that the temperature to be obtained from system in many moments will not be the desired one to use, which should be around 40 ° C.
Por otro lado, los sistemas de colectores solares necesitan de un depósito de acumulación para acumular toda la energía captada en los momentos de irradiación solar y poder disponer de ella en el resto del día. Este depósito debe estar relacionado con la superficie de captación. El óptimo se estima entre 50 y 100 litros por metro cuadrado de captación.On the other hand, the collector systems solar need an accumulation tank to accumulate all the energy captured in the moments of solar irradiation and power dispose of it in the rest of the day. This deposit must be related to the catchment surface. The optimum is estimated between 50 and 100 liters per square meter of collection.
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El sistema objeto de la invención consiste en un sistema de preparación de agua caliente sanitaria mediante energía solar que aprovecha además la energía residual de las aguas grises calientes del edificio una vez estas han sido usadas, con la intención de que la instalación cubra el 100% de las necesidades sin estar sobredimensionada en ningún momento. Si la instalación dispone de una superficie de captación demasiado escasa, no se alcanzará el 100% pero se reducirá notablemente la energía convencional precisada. El sistema objeto de la invención comprende, al menos:The system object of the invention consists of a sanitary hot water preparation system using energy solar that also uses the residual energy of gray water hot of the building once these have been used, with the intention that the installation covers 100% of the needs without be oversized in no time. If the installation has of a catchment area that is too low, the 100% but conventional energy will be significantly reduced specified. The system object of the invention comprises, at less:
Una pluralidad de depósitos de acumulación colocados en serle, donde el último de ellos recibe la energía residual de las aguas grises, que son las provenientes de lavadoras, lavavajillas, fregadero, lavabo y duchas, usadas antes de expulsarlas fuera del edificio;A plurality of accumulation deposits placed in being him, where the last one receives the energy residual gray water, which are those from washing machines, dishwashers, sinks, sinks and showers, used before expel them out of the building;
Y donde los primeros depósitos recibirán la aportación de calor proveniente de los colectores solares mediante un intercambiador situado en cada uno de ellos, conectados en serie o en paralelo a una pluralidad de válvulas termostáticas, de modo, que, inicialmente, toda el agua caliente que sale de los colectores pasa o calienta el primer depósito, y a continuación, por el segundo.And where the first deposits will receive the heat input from solar collectors by an exchanger located in each of them, connected in series or in parallel to a plurality of thermostatic valves, so, that, initially, all the hot water that comes out of the collectors pass or heat the first deposit, and then through the second.
El último de los depósitos, el que mantiene a menor temperatura, tiene otro intercambiador por el que pasan aguas grises calientes, cediendo su calor.The last of the deposits, the one that keeps lower temperature, has another exchanger through which water passes Hot gray, giving up its heat.
El primer depósito tiene que tener la capacidad correspondiente a los, momentos de pico; generalmente por la mañana, cuando se concentran las duchas. Al ser un depósito con una capacidad menor que la que corresponde a la óptima para la superficie de colectores instalada, se puede alcanzar con facilidad la temperatura de consumo en todo momento. De no alcanzarse, por corresponder a un día con poca radiación solar, la aportación de energía convencional sería sólo la precisa para cubrir la demanda inmediata. El resto de la energía, de existir, pasará al segundo depósito, ya que el intercambiador situado en el primer depósito, al tener la misma temperatura del agua, dejará de cederla y mandará la energía restante al segundo. Este depósito sólo se templará, si el excedente es pequeño, o se calentará completamente si no hay consumo o la irradiancia es elevada. En este segundo depósito se producirá la aportación de la energía de las aguas residuales que, como llevará una temperatura claramente superior a la del depósito le cederá calor fácilmente. Esto puede producirse también en un posible tercer depósito que, igualmente servirá para templar el agua.The first deposit must have the capacity corresponding to the peak moments; usually in the morning, when the showers are concentrated. Being a deposit with a capacity smaller than that corresponding to the optimum for the installed collector surface, can be easily reached The temperature of consumption at all times. If not reached, by correspond to a day with little solar radiation, the contribution of conventional energy would be just the right one to meet the demand immediate. The rest of the energy, if it exists, will pass to the second tank, since the exchanger located in the first tank, at have the same water temperature, stop giving it up and send the energy remaining to the second. This deposit will only be tempered, if the Surplus is small, or it will heat up completely if there is no consumption or the irradiance is high. In this second deposit will occur the contribution of wastewater energy that, as it will take a temperature clearly higher than that of the tank It will give up heat easily. This may also occur in a possible third deposit that will also serve to temper the water.
Si la energía cedida por el recuperador es elevada, el agua llegará al depósito anterior a la temperatura de consumo o próxima a ella, por lo que el sistema solar no precisará ceder casi calor pasando todo la energía al resto de depósitos.If the energy transferred by the recuperator is elevated, the water will reach the previous tank at the temperature of consumption or close to it, so the solar system will not require give up almost heat by passing all the energy to the rest of the deposits.
El sistema permite asegurar una temperatura de consumo en los momentos picos igual a la deseada sin necesidad de aportar energía convencional de recalentamiento, en la mayoría de los casos, todo debido a que el depósito es más pequeño que la relación teóricamente óptima.The system ensures a temperature of consumption at peak times equal to that desired without the need for provide conventional reheating energy, in most the cases, all because the deposit is smaller than the theoretically optimal relationship.
En lugar de tener un único depósito a una temperatura media inferior a la deseada, se tiene un primer depósito a la temperatura deseada y un segundo o tercer depósitos a una temperatura inferior a la que se obtendría en el caso de un depósito único.Instead of having a single deposit at a average temperature lower than desired, you have a first deposit at the desired temperature and a second or third deposit at a lower temperature than would be obtained in the case of a deposit only.
Este hecho, en lugar de ser un defecto es un logro, porque al establecerse un salto térmico mayor entre la temperatura de las aguas grises de las que se quiere recuperar el calor y la del depósito, la transferencia de energía es mayor.This fact, instead of being a defect is a achievement, because when establishing a greater thermal jump between the gray water temperature from which you want to recover the heat and the deposit, the transfer of energy is greater.
Si la temperatura del primer depósito supera la de consumo, se deberá proceder a crear un by-pass hacia el segundo y distribuir su energía entre el resto de los depósitos. Existen dos opciones: una válvula de tres vías que deriva directamente el agua hacia el segundo depósito, o una doble conexión con el segundo depósito, entrada-salida, que es el sistema más sencillo y recomendable; en esta opción, cuando se supere al temperatura de uso, se procederá a mezclar el agua con la del segundo depósito hasta alcanzar la temperatura adecuada.If the temperature of the first tank exceeds that of consumption, you must proceed to create a bypass to the second and distribute its energy among the rest of the tanks. There are two options: a three-way valve that directly drifts the water to the second tank, or a double connection to the second tank, inlet-outlet, which is the simplest and recommended system; In this option, when the operating temperature is exceeded, the water will be mixed with that of the second tank until the appropriate temperature is reached.
Si fuera necesario contar con energía convencional de apoyo, condiciones climáticas muy desfavorables o innatación con superficie de captación escasa, la aportación de energía debe producirse en el primer depósito. De ese modo sólo se aporta lo que se necesita y se evita tener agua caliente sin uso durante demasiado tiempo, lo que siempre representa pérdidas de calor.If necessary, have energy conventional support, very unfavorable weather conditions or innate with poor catchment surface, the contribution of Energy must be produced in the first deposit. That way you only know provides what is needed and avoids having hot water without use for too long, which always represents losses of hot.
Las principales ventajas del sistema objeto de la invención son los siguientes:The main advantages of the system object of The invention are as follows:
El sistema nunca estará sobrecalentado pues al dimensionar por debajo de las necesidades de consumo nunca se dará esa situación. Esto evitará tener que incorporar un sistema adicional de disipación de calor y permitirá amortizar la inversión en un menor periodo de tiempo.The system will never be overheated because at sizing below consumption needs will never be given that situation. This will avoid having to incorporate a system additional heat dissipation and allow amortization of the investment in a shorter period of time.
Si se calientan todos los depósitos a la temperatura adecuada, no se aprovechará la energía residual eliminándose con las aguas grises de forma natural.If all deposits are heated to the proper temperature, residual energy will not be used eliminating with gray water naturally.
Si no se alcanza la temperatura adecuada en algún depósito se completará con la energía obtenida de las aguas grises.If the proper temperature is not reached in some deposit will be completed with the energy obtained from the waters gray
Si aún no es suficiente (condiciones climatológicas adversas) el sistema de apoyo sólo calentará la cantidad concreta del consumo evitándose despilfarros de energía.If it is still not enough (conditions adverse weather conditions) the support system will only heat the specific amount of consumption avoiding waste of Energy.
Su aplicación es para todos aquellos edificios donde vaya a haber consumo de agua caliente sanitaria o agua caliente para electrodomésticos bitérmicos, lavadoras y lavavajillas, Con este sistema se alcanza la temperatura de consumo sin incorporar ninguno sistema convencional de apoyo, con el consiguiente ahorro de energía. La instalación se realiza con una inversión ajustada y amortizable, y evitando que sea necesario disipar calor excedente en ningún momento del año.Its application is for all those buildings where there will be consumption of domestic hot water or water hot for bithermal appliances, washing machines and dishwasher, With this system the consumption temperature is reached without incorporating any conventional support system, with the consequent energy saving. The installation is done with a tight and amortizable investment, and avoiding that it is necessary dissipate excess heat at any time of the year.
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A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.Then it goes on to describe very brief a series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention presented as a non-limiting example of is.
Figura 1.- Vista esquematizada del sistema objeto de la invención, con los depósitos colocados en serie y apoyo de energía en forma de energía eléctrica al primer depósito de la instalación.Figure 1.- Schematic view of the system object of the invention, with the tanks placed in series and support of energy in the form of electrical energy to the first deposit of the installation.
Figura 2.- Vista esquematizada del sistema objeto de la invención en una situación climatológica de baja radiación solar, en el caso donde no hay suficiente temperatura en el primer depósito.Figure 2.- Schematic view of the system object of the invention in a low climatic situation solar radiation, in the case where there is not enough temperature in The first deposit.
Figura 3.- Vista esquematizada del sistema objeto de la invención en una situación climatológica de baja radiación solar en donde se muestra la aportación de energía de apoyo exclusivamente al primer depósito.Figure 3.- Schematic view of the system object of the invention in a low climatic situation solar radiation where the energy contribution of Support exclusively to the first deposit.
Figura 4.- Vista esquematizada del sistema objeto de la invención en una situación climatológica de baja radiación solar en donde se muestra como tras el consumo, el segundo depósito ha recibido el agua precalentada en el tercer depósito.Figure 4.- Schematic view of the system object of the invention in a low climatic situation solar radiation where it is shown as after consumption, the second tank has received preheated water in the third tank.
Figura 5.- Vista esquematizada del sistema objeto de la invención, en una situación climatológica con radiación solar suficiente, en donde se muestra que se ha alcanzado la temperatura adecuada en el primer depósito.Figure 5.- Schematic view of the system object of the invention, in a climatological situation with radiation sufficient solar, where it is shown that the adequate temperature in the first tank.
Figura 6.- Vista esquematizada del sistema objeto de la invención, en una situación climatológica con radiación solar suficiente, en donde se muestra la situación donde no es necesaria la energía auxiliar de apoyo.Figure 6.- Schematic view of the system object of the invention, in a climatological situation with radiation sufficient solar, where the situation is shown where it is not the auxiliary support energy needed.
Figura 7.- Vista esquematizada del sistema objeto de la invención en una situación climatológica con radiación solar superior a la necesaria, en donde se muestra la situación donde se ha alcanzado la temperatura adecuada en el primer depósito.Figure 7.- Schematic view of the system object of the invention in a climatological situation with radiation solar higher than necessary, where the situation is shown where the proper temperature has been reached in the first Deposit.
Figura 8.- Vista esquematizada del sistema objeto de la invención en una situación climatológica con radiación solar superior a la necesaria, en donde se muestra la situación donde no es necesaria la energía auxiliar de apoyo.Figure 8.- Schematic view of the system object of the invention in a climatological situation with radiation solar higher than necessary, where the situation is shown where auxiliary support energy is not necessary.
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Tal y como puede observarse en la figura 1, el sistema de agua caliente sanitaria por energía solar con recuperación de energía residual de las aguas grises calientes del edificio una vez que éstas han sido usadas comprende, al menos:As can be seen in Figure 1, the solar hot water system with solar recovery of residual energy from the hot gray waters of the building once these have been used includes at least:
una pluralidad de depósitos de acumulación (1, 2, 3) colocados en serie, generalmente dos o tres (como se representa en la figura 1), configurados para que:a plurality of accumulation deposits (1, 2, 3) placed in series, usually two or three (as represented in figure 1), configured so that:
- --
- el último de los depósitos (3) recibe la energía residual de las aguas grises (10);he last of the deposits (3) receives the residual energy of the waters gray (10);
- --
- el primer depósito (1) y el segundo depósito (2) reciben la aportación de calor proveniente de una pluralidad de colectores solares (4), a través de una pluralidad de intercambiadores de calor (5, 6, 7) situados en cada uno de dichos depósitos (1, 2, 3); y donde dichos intercambiadores (5, 6, 7) están conectados, bien en serle, bien en paralelo, a una pluralidad de válvulas termostáticas (8);he first deposit (1) and the second deposit (2) receive the contribution of heat from a plurality of solar collectors (4), to through a plurality of heat exchangers (5, 6, 7) located in each of said deposits (1, 2, 3); and where said exchangers (5, 6, 7) are connected, either in being, or in parallel, to a plurality of thermostatic valves (8);
de tal modo que todo el agua caliente (11) que sale de la pluralidad de colectores solares (4) pasa por el primer depósito (1), y de ahí al segundo (2) y al tercero (3);such that all the hot water (11) that leaves the plurality of solar collectors (4) passes through the first deposit (1), and from there to the second (2) and the third (3);
y porque el últimos de los depósitos (el tercer depósito (3) en esta realización) se mantiene a una menor temperatura que en el primer (1) y segundo (2) depósitos, comprendiendo dicho último depósito (3), además, un intercambiador de calor (71) por el que pasan las aguas grises (10) cediendo su calor.and because the last of the deposits (the third deposit (3) in this embodiment) is maintained at a lower temperature than in the first (1) and second (2) deposits, said last tank (3) further comprising an exchanger of heat (71) through which gray waters pass (10) yielding their hot.
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El primer depósito (1) tiene la capacidad correspondiente a los momentos de pico y menor a la óptima para la superficie de colectores (4) instalada, de tal forma que se alcanza con facilidad la temperatura de consumo, y donde de no alcanzarse dicha temperatura, la aportación de la energía convencional (20) sólo sería la precisa para alcanzar la demanda inmediata.The first deposit (1) has the capacity corresponding to peak moments and less than optimal for collector surface (4) installed, so that it is reached with ease the temperature of consumption, and where not to reach said temperature, the contribution of conventional energy (20) It would only be accurate to reach immediate demand.
La energía excedente pasa al segundo depósito (2) y de ahí al tercero (3) (en el caso de dos depósitos pasará directamente al último) debido a que el primer intercambiador (5) situado en el primer depósito (1), al tener la misma temperatura que el agua dejará de cedería y mandará la energía excedente a los siguientes depósitos (2, 3).The excess energy passes to the second deposit (2) and from there to the third (3) (in the case of two deposits it will pass directly to the last one) because the first exchanger (5) located in the first tank (1), having the same temperature as the water will cease and send the excess energy to the following deposits (2, 3).
En el último depósito (3), en esta realización el tercero, se produce la aportación de la energía de las aguas grises (10), que cederá calor al depósito a través del tercer intercambiador de calor (71), por ser la temperatura de las aguas grises superior a la del tercer depósito (3), y donde si la energía cedida por el tercer intercambiador (71) del tercer depósito (3) es elevada, el agua llegará al depósito anterior (el segundo depósito (2)) a la temperatura de consumo o próximo a ella, por lo que los colectores (4) no precisarán ceder calor a este último depósito (3).In the last deposit (3), in this embodiment the third, the contribution of water energy is produced grays (10), which will give heat to the tank through the third heat exchanger (71), for being the water temperature gray higher than the third tank (3), and where if the energy assigned by the third exchanger (71) of the third tank (3) is elevated, the water will reach the previous tank (the second tank (2)) at or near the temperature of consumption, so that collectors (4) will not need to give heat to this last tank (3).
Así pues, el sistema así descrito permite asegurar una temperatura de consumo en los momentos pico igual a la deseada sin aportar energía convencional de recalentamiento, ya que el primer depósito (1) es más pequeño que la relación teóricamente óptima. Por tanto, en lugar de tener un único depósito a una temperatura media inferior a la deseada, se tiene un primer depósito (i) a la temperatura deseada y un último depósito (3) a una temperatura inferior de tal forma que al establecerse un salto térmico mayor entre la temperatura de las aguas grises y la del último depósito, la transferencia de energía es mayor.Thus, the system thus described allows ensure a consumption temperature at peak times equal to the desired without providing conventional reheating energy, since the first deposit (1) is smaller than the theoretically ratio optimal Therefore, instead of having a single deposit to a average temperature lower than desired, you have a first deposit (i) at the desired temperature and one last tank (3) at a lower temperature so that when a jump is established higher temperature between the temperature of the gray water and the Last deposit, the transfer of energy is greater.
Si la temperatura del primer depósito (1) supera a la de consumo, se crea un by-pass hacia el segundo, y distribuye su energía entre el resto de depósitos (2, 3), donde dicho by-pass se constituye en una forma seleccionada entre:If the temperature of the first tank (1) exceeds that of consumption, a bypass is created to the second, and distributes its energy among the rest of the tanks (2, 3), where said by-pass is constituted in a way selected from:
(a) una válvula de tres vías;(a) a three way valve;
(b) una doble conexión entrada-salida.(b) a double connection entrance exit.
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La aportación de energía convencional (20) se produce en el primer depósito (1).The contribution of conventional energy (20) is produced in the first deposit (1).
En la presente realización práctica de la invención, las características de los componentes son las siguientes:In the present practical embodiment of the invention, the characteristics of the components are the following:
- --
- Dos o tres depósitos calorifugados (1, 2, 3). Pueden ser metálicos, de poliéster reforzado o de cualquier otro material resistente al calor capaz de almacenar agua.Two o three heat-insulated tanks (1, 2, 3). They can be metallic, from reinforced polyester or any other heat resistant material Able to store water.
- --
- El primer depósito (1) comprende un primer intercambiador (5) al sistema primario, conexión con el segundo depósito (2), simple (de entrada) o doble (de entrada y salida) y salida de agua al consumo.He first tank (1) comprises a first exchanger (5) at primary system, connection to the second tank (2), simple (of inlet) or double (inlet and outlet) and water outlet at consumption.
- --
- Un último depósito (3) con un doble intercambiador (7, 71), con el primario en segunda instancia y con el recuperador de calor, conexión con el segundo depósito (2), simple (de salida) o doble (de entrada y salida) y entrada de agua de red (30) y salida de aguas grises frías (40).A last tank (3) with a double exchanger (7, 71), with the primary in second instance and with the heat recuperator, connection with the second tank (2), single (outgoing) or double (of inlet and outlet) and network water inlet (30) and water outlet cold gray (40).
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- --
- Si existe un depósito intermedio, este segundo depósito (2) llevará un intercambiador (6) con el primario en segunda instancia, conexión con el primer depósito (1), simple (de salida) o doble (de entrada y salida) y conexión de entrada con el último depósito (3).Yes there is an intermediate deposit, this second deposit (2) will carry a exchanger (6) with the primary in second instance, connection with the first deposit (1), single (outbound) or double (inbound and output) and input connection with the last tank (3).
- --
- Aportación de energía de apoyo en el primer depósito (1), ya mediante una resistencia eléctrica (21), si la instalación es pequeña, o con un intercambiador de calor a una instalación convencional (caldera de combustión o bomba de calor), si la instalación es grande.Support energy input in the first tank (1), already by means of an electrical resistance (21), if the installation is small, or with a heat exchanger at a conventional installation (combustion boiler or heat pump), If the installation is large.
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Las dimensiones del los componentes propios del sistema, en esta realización práctica son las siguientes:The dimensions of the components of the system, in this practical embodiment are the following:
- --
- Primer depósito: Equivalente al consumo pico del edificio donde se sitúe y como máximo 20 litros por metro cuadrado de superficies de colectores instalados.First Deposit: Equivalent to the peak consumption of the building where it is located and maximum 20 liters per square meter of surfaces installed collectors.
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- Segundo depósito: Si existe un tercer depósito el segundo será idéntico al anterior. Si no existe, tendrá entre 30 y 60 litros por metro cuadrado de superficies de colectores instalados.Second deposit: If there is a third The second deposit will be identical to the previous one. If it does not exist, it will have between 30 and 60 liters per square meter of collector surfaces installed.
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- Tercer depósito: Su capacidad debe ser tal que complete, teniendo en cuenta lo instalado en los dos depósitos anteriores, un mínimo de 50 litros por metro cuadrado de superficies de colectores instalados y un máximo de 100 litros por metro cuadrado de superficies de colectores instalados, siendo recomendable la cantidad de 75 litros por metro cuadrado de superficie de colectores instalados.Third Deposit: Your capacity must be such that you complete, taking into account installed in the two previous deposits, a minimum of 50 liters per square meter of installed collector surfaces and a maximum of 100 liters per square meter of surfaces of installed collectors, the quantity of 75 liters being recommended per square meter of surface of installed collectors.
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Finalmente respecto al comportamiento del sistema objeto de la invención en esta realización práctica, las instalaciones solares de preparación de agua caliente no se dimensionan para que produzcan el 100% de las necesidades del edificio por dos motivos: porque la instalación estaría sobredimensionada durante prácticamente todo el año y eso representa una inversión excesiva, y, en segundo lugar, porque esa energía excedente debe disiparse para evitar que la instalación se dañe, y exige de un dispositivo específico o precisará de un mantenimiento y control continuo, como pueda ser el vaciado parcial de la instalación.Finally regarding the behavior of system object of the invention in this practical embodiment, the solar hot water preparation facilities don't dimensioned to produce 100% of the needs of the building for two reasons: because the installation would be oversized for almost the entire year and that represents an excessive investment, and, secondly, because that excess energy must be dissipated to prevent the installation from damage, and requires a specific device or will require a maintenance and continuous control, such as partial emptying of the installation.
Por estos motivos la instalación tradicional cubre un porcentaje de la demanda, entre un 40 y un 75%, habitualmente, y es preciso aportar energía convencional de apoyo que asegure la temperatura de consumo.For these reasons the traditional installation covers a percentage of the demand, between 40 and 75%, usually, and conventional support energy must be provided It ensures the temperature of consumption.
Por otro lado, casi la totalidad de la energía empleada en la preparación se tira con la evacuación de las aguas una vez empleadas, es decir, las aguas grises.On the other hand, almost all of the energy used in the preparation is pulled with the evacuation of the water once used, that is, gray water.
El dispositivo diseñado no precisa energía de apoyo, asegura la temperatura de consumo, aprovecha la energía residual de las aguas grises, y evita los dispositivos o actuaciones de control del sobrecalentamiento del sistema.The designed device does not require energy from support, ensures the temperature of consumption, uses energy residual gray water, and avoid devices or actions of system overheating control.
En las figuras 2, 3 y 4 se representa al sistema objeto de la invención ante la situación climatológica de baja radiación solar, donde en la Fig. 2 se muestra como no hay suficiente temperatura en el depósito 1. No liega por tanto nada al depósito 2. El depósito 3 está precalentado con la energía residual.In Figures 2, 3 and 4 the system is represented object of the invention in the event of low weather solar radiation, where in Fig. 2 it is shown as there is no sufficient temperature in the tank 1. Do not therefore receive anything at tank 2. Tank 3 is preheated with energy residual.
En la Fig. 3 se muestra como se realiza la aportación de energía de apoyo exclusivamente al depósito 1, para asegurar la temperatura de consumo deseada sin gastar más energía que la imprescindible para el consumo del momento.In Fig. 3 it is shown how the supply of support energy exclusively to tank 1, for ensure the desired consumption temperature without spending more energy That the essential for the consumption of the moment.
En la Fig. 4 se muestra como tras el consumo el depósito 2 ha recibido el agua precalentada que estaba en el depósito 3. El depósito 1 está preparado para calentarse con energía solar. El depósito 3 está preparado para recoger la energía de las aguas grises que se acaban de consumir.In Fig. 4 it is shown how after consumption the tank 2 has received the preheated water that was in the tank 3. Tank 1 is ready to heat with solar energy. Tank 3 is ready to collect energy of the gray waters that have just been consumed.
En la figuras 6 y 6 se muestra el funcionamiento del sistema objeto de la invención ante una situación climatológica con radiación solar suficiente. Así, por ejemplo, tenemos que en el caso de la Fig. 5 se puede observar como se ha alcanzado la temperatura adecuada en el depósito 1. Al depósito 2 llega algo de energía excedente. El depósito 3 está precalentado con la energía residual. En la Fig. 6 se muestra como no es necesaria energía auxiliar de apoyo. Tras el consumo el depósito 1 ha recibido el agua precalentada que estaba en el depósito 2, y el depósito 2 la precalentada que estaba en el depósito 3. El depósito 1 está preparado para completar el calentamiento con una pequeña cantidad de energía solar. El depósito 3 está preparado para recoger la energía de las aguas grises que se acaban de consumir.Figures 6 and 6 show the operation of the system object of the invention in a weather situation with enough solar radiation. So, for example, we have to in the In the case of Fig. 5, it can be seen how the adequate temperature in tank 1. Tank 2 comes some excess energy Tank 3 is preheated with energy residual. In Fig. 6 it is shown how energy is not necessary support assistant After consumption, deposit 1 has received the preheated water that was in tank 2, and tank 2 the preheated that was in tank 3. Tank 1 is prepared to complete the heating with a small amount of solar energy. Deposit 3 is ready to pick up the gray water energy that has just been consumed.
Finalmente, en las figuras 7 y 8 se puede observar el funcionamiento del sistema objeto de la invención ante una situación climatológica con radiación solar superior a la necesaria. Así pues, en la Fig. 7 se observa como se ha alcanzado la temperatura adecuada en el depósito 1. Al depósito 2 puede que llegue suficiente energía solar como para que también alcance la temperatura adecuada. El depósito 3 está precalentado con la energía residual y tal vez con energía solar excedente. Por otro lado, en la Fig. 8 no es necesaria energía auxiliar de apoyo. Tras el consumo el depósito 1 ha recibido el agua caliente a la temperatura adecuada que estaba en el depósito 2, y el depósito 2 la precalentada que estaba en el depósito 3. El depósito 1 está preparado para el consumo y el depósito 2 para completar el calentamiento con energía solar. El depósito 3 está preparado para recoger la energía de las aguas grises que se acaban de consumir, y tal vez de energía solar excedente.Finally, in figures 7 and 8 you can observe the operation of the system object of the invention before a weather situation with solar radiation higher than the necessary. Thus, in Fig. 7 it is observed how the proper temperature in tank 1. At tank 2 you may enough solar energy arrives to also reach the adequate temperature Tank 3 is preheated with energy residual and perhaps with excess solar energy. On the other hand, in the Fig. 8 no auxiliary support energy is necessary. After consumption the tank 1 has received hot water at the right temperature that was in tank 2, and tank 2 the preheated one that it was in deposit 3. Deposit 1 is ready for consumption and tank 2 to complete the heating with energy solar. Tank 3 is ready to collect energy from the gray waters that have just been consumed, and perhaps solar energy surplus.
Claims (4)
- --
- el último de los depósitos (3) reciba la energía residual de las aguas grises (10);he last of the deposits (3) receive the residual energy of the waters gray (10);
- --
- el primer depósito (1) reciba la aportación de calor proveniente de una pluralidad de colectores solares (4), a través de un primer intercambiador (5) de calor situado en dicho depósito (1); y donde dicho primer intercambiador (5) está conectado, bien en serie, bien en paralelo, a una pluralidad de válvulas termostáticas (8);he first deposit (1) receive the heat input from a plurality of solar collectors (4), through a first heat exchanger (5) located in said tank (1); and where said first exchanger (5) is connected, either in series, or in parallel, to a plurality of thermostatic valves (8);
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110411022B (en) * | 2019-07-31 | 2022-11-25 | 珠海格力电器股份有限公司 | Direct-heating circulating heating pressure-bearing system, control method thereof and heat pump water heater |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2621300A1 (en) * | 1975-05-16 | 1976-11-25 | Kurt Oeggerli | Water heating by solar energy - closed circuit carrier is passed through optional exchanger series and tanks |
US4052000A (en) * | 1976-04-19 | 1977-10-04 | Allen K. Cooper | Solar energy augmented water heating system |
GB1577124A (en) * | 1977-03-10 | 1980-10-22 | Booth T | Solar heating system |
JPS58115253A (en) * | 1981-12-28 | 1983-07-08 | Matsushita Electric Works Ltd | Water heater by solar heat |
JPS59100354A (en) * | 1982-11-30 | 1984-06-09 | Sharp Corp | Solar heat collector |
JPS59150257A (en) * | 1983-02-16 | 1984-08-28 | Sharp Corp | Solar-heat collecting apparatus |
US4537348A (en) * | 1982-01-08 | 1985-08-27 | Goessi Hans | System for efficient service water heating |
FR2671861A1 (en) * | 1991-01-22 | 1992-07-24 | Carlier Paul | Atmospheric solar water heater |
-
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2621300A1 (en) * | 1975-05-16 | 1976-11-25 | Kurt Oeggerli | Water heating by solar energy - closed circuit carrier is passed through optional exchanger series and tanks |
US4052000A (en) * | 1976-04-19 | 1977-10-04 | Allen K. Cooper | Solar energy augmented water heating system |
GB1577124A (en) * | 1977-03-10 | 1980-10-22 | Booth T | Solar heating system |
JPS58115253A (en) * | 1981-12-28 | 1983-07-08 | Matsushita Electric Works Ltd | Water heater by solar heat |
US4537348A (en) * | 1982-01-08 | 1985-08-27 | Goessi Hans | System for efficient service water heating |
JPS59100354A (en) * | 1982-11-30 | 1984-06-09 | Sharp Corp | Solar heat collector |
JPS59150257A (en) * | 1983-02-16 | 1984-08-28 | Sharp Corp | Solar-heat collecting apparatus |
FR2671861A1 (en) * | 1991-01-22 | 1992-07-24 | Carlier Paul | Atmospheric solar water heater |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020111920A1 (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | Fattoum Mourad | Solar water heater with glazed flat-plate collector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2365281B2 (en) | 2012-04-02 |
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