ES2403145B1 - Tubería aislante para aplicaciones geotérmicas. - Google Patents

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Abstract

Tubería aislante para aplicaciones geotérmicas, por cuyo interior circula un fluido caloportador. La tubería aislante evita el intercambio calórico entre el fluido caloportador que circula por su interior, y el subsuelo que la rodea. La tubería presenta al menos una capa aislante (1) que tiene un componente espumado de resistencia térmica mayor que 0.02 m{sup,2}K/W.

Description

Tubería aislante para aplicaciones geotérmicas.
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención pertenece al campo técnico de los sistemas de aprovechamiento de energías renovables, y concretamente al aprovechamiento de la energía geotérmica del subsuelo de un terreno, en forma de calor, y su posterior aplicación en sistemas de climatización y calefacción, o cualquier otro que implique intercambio de calor. Más específicamente, la presente invención pertenece al campo técnico de las instalaciones para el intercambio de calor entre un fluido que circula por el interior de unas tuberías y el subsuelo del terreno en el que están introducidas, para su posterior utilización en la climatización y calefacción de viviendas, edificios, o cualquier tipo de local cerrado.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Del estado de la técnica se conocen diversos sistemas para el aprovechamiento de la energía geotérmica del subsuelo de un terreno, para su posterior aplicación en climatización y calefacción de locales cerrados. En todos estos sistemas, el medio principal para la transferencia de calor es un conjunto de tuberías. En un primer tramo las tuberías deben realizar el papel de intercambiador de calor entre el subsuelo que las rodea y el flujo de un fluido caloportador que circula por el interior de éstas. Por el contrario, en un segundo tramo, de retorno, las tuberías deben ser buenos aislantes térmicos, evitando la transferencia de calor entre el fluido y el subsuelo que rodea dichas tuberías, para que el fluido caloportador mantenga la temperatura adquirida en el primer tramo, de transmisión de calor, para su utilización en la posterior climatización y calefacción del local cerrado.
Específicamente, los sistemas geotérmicos utilizan un líquido, generalmente agua, como fluido caloportador que circula por el interior de las tuberías, mientras que los sistemas aerotérmicos utilizan aire como fluido caloportador.
La conductividad térmica (λ) es la capacidad de un material de transferir calor, y se mide en Wm/K. Por tanto, un material aislante presentará una baja conductividad térmica.
De forma opuesta, la resistencia térmica (R) es la capacidad de un material de oponerse al flujo de calor, y se mide en m2K/W. La resistencia térmica se define como el espesor del material dividido entre su conductividad térmica, para materiales homogéneos. En el caso de materiales multicapa, la resistencia térmica se calculará como la suma de las correspondientes resistencias térmicas de cada capa. Por tanto, la resistencia térmica es inversamente proporcional a la conductividad térmica. Es decir, a menor conductividad mayor resistencia térmica tendrá el material, y la resistencia térmica será aun mayor cuanto más elevado sea el espesor del material, en la forma:
R =
donde e es el espesor del material, y λ la conductividad térmica. En consecuencia, para obtener un buen componente aislante, se utilizará un material con baja conductividad térmica, y además se elevará el espesor del material lo máximo posible.
Convencionalmente, un tubo se considerará conductivo si presenta una resistencia térmica (R) menor que 0.005 m2K/W. Un tubo estándar presenta una resistencia térmica entre 0.005-0.02 m2K/W. Por último, un tubo aislante, es aquel que presenta una resistencia térmica mayor de 0.02 m2K/W.
Por tanto, es deseable una tubería que consiga un aislamiento térmico eficiente que impida en la medida de lo posible la transferencia de calor entre el fluido caloportador y el subsuelo que rodea la tubería, en el tramo de retorno de una aplicación geotérmica.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención resuelve los problemas existentes en el estado de la técnica mediante una tubería aislante para aplicaciones geotérmicas, por cuyo interior circula un fluido caloportador, y que pretende evitar la transmisión de calor entre el fluido caloportador y el subsuelo que rodea la tubería, y por tanto la variación de temperatura de este fluido caloportador. De esta forma, se podrá utilizar de forma eficiente este fluido caloportador en instalaciones de climatización y refrigeración para locales cerrados.
Esta tubería tiene al menos una capa aislante, que presenta a su vez un componente espumado de resistencia térmica mayor que 0.02 m2K/W, lo que proporciona a la tubería las propiedades aislantes deseadas. Así, el fluido no intercambiará calor con el subsuelo que alberga la tubería, manteniendo la temperatura que ha cogido en el tramo de transmisión hasta la instalación de climatización o refrigeración.
El componente espumado de la capa aislante puede estar realizado en un material seleccionado entre PVC, polietileno, polipropileno, polietileno reticulado y polibutileno, mezclado con un agente espumante que genera gas y produce la estructura espumada.
De acuerdo con una realización preferente de la invención, la tubería presenta tres capas, siendo la capa aislante una capa intermedia dispuesta entre la capa interna y la capa externa, que queda completamente unida a estas, aportando resistencia mecánica a la tubería.
Además, en la anterior realización, preferentemente la capa interna se realizará en un material liso, lo que favorecerá el flujo laminar del fluido caloportador por el interior de la tubería, ayudando a evitar la transmisión de calor con el subsuelo.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
A continuación, para facilitar la comprensión de la invención, a modo ilustrativo pero no limitativo se describirá una realización de la invención que hace referencia a una figura.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una realización particular de una tubería objeto de la presente invención que presenta una capa aislante dispuesta entre una capa interior y una capa exterior.
En esta figura se hace referencia a un conjunto de elementos que son:
1.
capa aislante de la tubería
2.
capa interna de la tubería
3.
capa externa de la tubería
DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERENTES DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención es una tubería aislante para aplicaciones geotérmicas, por cuyo interior circula un fluido caloportador, impidiendo dicha tubería el intercambio calórico entre el fluido caloportador y el subsuelo que la alberga.
La tubería tiene al menos una capa aislante 1, la cual comprende un componente espumado de resistencia térmica mayor que 0.02 m2K/W. Este componente aislante, de forma preferente puede ser un material seleccionado entre PVC, polietileno, polipropileno, polietileno reticulado y polibutileno, mezclado con un agente espumante que genera gas, produciendo la estructura espumada.
La figura 1 muestra una realización particular de la invención en la que la tubería está formada por tres capas, siendo la capa aislante 1 la capa intermedia dispuesta entre una capa interna 2 y una capa externa 3, quedando completamente unida a estas, aportando resistencia mecánica a la tubería.
De forma preferente, en esta realización la capa interna 2 es lisa, para favorecer el flujo laminar del fluido que circula por el interior, Dicha capa interna 2 concretamente está realizada en material plástico de rugosidad absoluta menor que 5 micrómetros, que puede ser PVC, polietileno, polipropileno, polietileno reticulado y polibutileno. Asimismo, la capa externa 3 también puede estar hecha de PVC, polietileno, polipropileno, polietileno reticulado y polibutileno.
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 (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Tubería aislante para aplicaciones geotérmicas, por cuyo interior circula un fluido caloportador, caracterizada por que comprende al menos una capa aislante (1) que comprende un componente espumado de resistencia térmica mayor que 0.02 m2K/W.
  2. 2. Tubería aislante para aplicaciones geotérmicas, según la reivindicación 1, caracterizada por que el componente 5 espumado de la capa aislante (1) comprende
    -
    un material seleccionado entre PVC, polietileno, polipropileno, polietileno reticulado y polibutileno, y
    -
    un agente espumante generador de gas.
  3. 3. Tubería aislante para aplicaciones geotérmicas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizada por que la capa aislante (1) es una capa intermedia dispuesta entre una capa interna (2) y una capa 10 externa (3).
  4. 4.
    Tubería aislante para aplicaciones geotérmicas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la capa interna (2) está realizada un material plástico de rugosidad absoluta menor que 5 micrómetros.
  5. 5.
    Tubería aislante para aplicaciones geotérmicas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    15 caracterizada por que la capa interna (2) está realizada en un material seleccionado entre PVC, polietileno, polipropileno, polietileno reticulado y polibutileno.
  6. 6. Tubería aislante para aplicaciones geotérmicas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la capa externa (3) está realizada en un material seleccionado entre PVC, polietileno, polipropileno, polietileno reticulado y polibutileno.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201131791
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 08.11.2011
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    EP 0048522 A1 (WAVIN B.V.) 31.12.1982, página 5, línea 9 -página 6, línea 25; figura 1 1-6
    X
    EP 0018048 A1 (WAVIN B.V.) 17.04.1980, página 3, línea 32 -página 4, línea 24; figura 1 1-6
    X
    GB 1522236 A (KABEL METALLWERKE GHH) 23.08.1978, página 3, línea 20 -página 4, línea 1,2,4,5
    12; figura 1
    X
    GB 1065711 A (DICK S ASBESTOS AND INSULATING) 19.04.1967, página 2, líneas 20 -24 1
    A
    GB 1520644 A (AMERON,INC) 09.08.1978, página 2, líneas 34 -106; figura 3 1-6
    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 28.08.2012
    Examinador A. Rua Aguete Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201131791
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD F16L9/12 (2006.01)
    F16L59/14 (2006.01) F24J3/08 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)
    F16L, 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,WPI,TXTUS,TXTGB,NPL,XPESP
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201131791
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 28.08.2012
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-6 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-6 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: 201131791
    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
    EP 0048522 A1 (WAVIN B.V.) 31.12.1982
    D02
    EP 0018048 A1 (WAVIN B.V.) 17.04.1980
  7. 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
    El objeto de la invención es una tubería aislante de un material plástico de utilización en el transporte de un fluido caloportador en aplicaciones geotérmicas que posee una capa intermedia aislante de un material polimérico espumado de resistencia térmica mayor que 0.02 m2K/W y una capa externa también de una material plástico.
    Los documentos D1 y D2 divulgan una tubería aislante de polibutileno para el transporte de fluidos calientes que posee una capa intermedia de polietileno espumado y una capa externa de polietileno (ver D1, pág.5, línea 28 y D2, figura 1, pág.3, línea 17).
    En consecuencia, las reivindicaciones 1 a 6 de la solicitud carecen de novedad en base a lo divulgado en D1 y D2. (Art. 6 LP).
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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