ES2590981T3 - Lana mineral coloreada - Google Patents

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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

Un colector solar, que comprende un absorbedor dispuesto entre una cubierta y un aislante de lana mineral, comprendiendo dicho aislante de lana mineral fibras de lana mineral y una composición aglutinante, caracterizado por que la composición aglutinante comprende el aglutinante y un agente colorante que oscurece la lana mineral.

Description

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DESCRIPCION
Lana mineral coloreada
La presente invencion se refiere a un colector solar que comprende una lana mineral coloreada y al uso de dicha lana mineral coloreada en un colector solar.
Los colectores solares se usan para convertir la radiacion solar en calor y transferir dicho calor a un medio en circulacion (fluido portador), tal como un Kquido o un gas. Por ejemplo, tal calor puede usarse posteriormente para calentar agua, para volver a calentar sistemas o para ajustar la temperatura en piscinas.
Los colectores solares pueden construirse en diversas formas diferentes, tal como en forma de placa plana, una forma de columna, etc. Por ejemplo, un colector solar de placa plana tipico comprende una cubierta transparente, un absorbedor, una carcasa y un aislante. Cuando la radiacion solar pasa a traves de la cubierta transparente y es absorbida por el absorbedor, un fluido portador que pasa a traves de dicho absorbedor se calienta y puede transferir la energia absorbida a la aplicacion o proceso deseados.
Sin embargo, para usar eficazmente la radiacion solar para calentar el fluido portador, la carcasa del colector solar tiene que estar termicamente aislada. Ademas, el propio absorbedor, asi como el tubo de conexion que penetra en la carcasa deben estar aislados termicamente de la carcasa en todos los puntos de soporte, para no perder una gran cantidad de la energia termica que entra en el colector solar.
Dicho aislamiento normalmente se consigue revistiendo o cubriendo la carcasa y otros componentes con un vellon o una lamina fabricada de polimeros tales como poliuretano, poliisocianurato o fibras minerales fijadas con resina. Tales materiales aislantes pueden formarse y manipularse facilmente, y tienen altos valores de aislamiento.
Para mejorar adicionalmente el valor de aislamiento de tales materiales y potenciar las propiedades de adsorcion del conector solar en su conjunto, una pelicula o lamina negra o de color oscuro normalmente se lamina usando un adhesivo como una capa superior sobre dicho vellon aislante. Tales laminados se conocen bien en la tecnica y tienen propiedades aislantes superiores.
Por ejemplo, el documento EP1 376 027 A1 divulga un panel solar que comprende: una caja metalica (10); una capa de aislante de lana mineral (20), cuya superficie externa esta provista de una capa de una lamina reflectora de aluminio (30); una cubierta de vidrio (50); y un absorbedor (40) localizado dentro de una cavidad (35) entre la cubierta de vidrio (50) y la lamina reflectora de aluminio (30). El absorbedor (40) comprende una matriz de fibras (80) que pueden ser fibras de vidrio o fibras de lana de acero, siendo cada fibra del absorbedor normalmente de 3 a 4 m de longitud, de 25 a 50 micrometros de diametro y estando unidas entre si con melamina formaldehido que tiene un tinte negro.
El documento EP1 892 485 A1 se refiere al uso de un sistema aglutinante polimerico exento de formaldehido para un aislante de lana mineral de un colector solar. Se divulgan diversas fibras para el aislante de lana mineral incluyendo lana de vidrio, lana de roca y lana mineral negra (por ejemplo, que contiene hierro) pero no se divulga como podria producirse una lana mineral negra (por ejemplo, que contiene hierro). El parrafo [0107] divulga que el aislante de lana mineral del colector solar a menudo se combina con una capa cobertora de lamina de aluminio o se recubre con una pintura de silicato.
El documento EP 0 990 729 A1 se refiere a un aglutinante de fibra de vidrio que comprende una solucion acuosa de un polimero de policarboxi y un poliol, siendo el pH del aglutinante no mayor de 3,5 y divulga que la composicion de aglutinante acuoso curable exenta de formaldehido puede contener, ademas, componentes de tratamiento convencionales tales como, por ejemplo, emulsionantes, pigmentos, cargas, adyuvantes anti-migracion, agentes de curado, coalescentes, agentes humectantes, biocidas, plastificantes, organosilanos, agentes anti-espumacion, colorantes, ceras y antioxidantes.
A las altas temperaturas que es probable que ocurran en verano y despues de una prolongada exposicion a la luz del sol, el adhesivo usado para laminar la pelicula sobre el vellon aislante, o los componentes quimicos de dicho adhesivo, tienden a evaporarse y condensarse en el interior de la cubierta transparente. Aparte de los potenciales peligros para la salud y el medioambiente relacionados con tal material evaporado, la eficacia del colector solar respectivo se reduce significativamente por disminucion de la transparencia de la cubierta transparente.
Por consiguiente, hay necesidad de un material utilizable en colectores solares que evite las desventajas mencionadas anteriormente y para colectores solares que comprenden tal material.
De esta manera, el problema tecnico subyacente de la presente invencion es proporcionar un colector solar que comprenda un material que tenga propiedades aislantes eficaces y que reduzca o evite la disminucion de la eficacia del colector solar debido a la evaporacion de compuestos quimicos, asi como que proporcione un material que tenga tales caracteristicas para su uso en colectores solares y dispositivos similares.
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La solucion del problema tecnico mencionado anteriormente se consigue mediante las caracteristicas de la reivindicacion 1. Otras realizaciones se caracterizan en las reivindicaciones dependientes. De acuerdo con la invention definida en la reivindicacion 1, se proporciona un colector solar que comprende una lana mineral coloreada, en la que dicha lana mineral coloreada comprende una lana mineral y una composition aglutinante, comprendiendo dicha composicion aglutinante un aglutinante y un agente colorante.
De acuerdo con la presente invencion, la expresion "lana mineral", como se usa en este documento, puede incluir cualquier fibra mineral o fibra mineral fabricada por el hombre formada a partir de minerales naturales o sinteticos u oxidos metalicos, tales como lana de vidrio, fibra de vidrio, fibras ceramicas o lana de roca o piedra.
De acuerdo con una realization de la presente invencion, la lana mineral en la lana mineral coloreada del colector solar definido anteriormente se selecciona del grupo que consiste en lana de vidrio, filamentos de vidrio, fibras ceramicas, fibras de basalto, lana de escoria y lana de roca.
Otra realizacion de la presente invencion se refiere a un colector solar como se ha definido anteriormente, en el que dicha lana mineral tiene una densidad aparente (RD) de 1 a 200 kg/m3.
Por ejemplo, la lana mineral utilizable en el colector solar de acuerdo con la presente invencion puede tener una densidad aparente de 10 a 120 kg/m3 y, preferentemente, de 30 a 70 kg/m3.
La composicion aglutinante de la presente invencion comprende un aglutinante y un agente colorante, pero puede contener ademas aditivos que mejoran la manipulation de la composicion aglutinante o que potencien las propiedades del producto final, es decir, la lana mineral coloreada del colector solar. En este contexto, la expresion "composicion aglutinante", como se usa en ese documento, incluye cualquier combination de aglutinantes y agentes colorantes que permita la production de una lana mineral coloreada para su uso en un colector solar como se ha definido anteriormente. El aglutinante y agente colorante pueden ser el mismo compuesto, en el caso de que el propio aglutinante tenga un color u oscuridad apropiados que esten incluidos dentro de las definiciones proporcionadas posteriormente en este documento. La lana mineral que tiene aglutinantes de fenol formaldehido convencionales generalmente es de color amarillo claro (particularmente para lana de vidrio) u ocre (particularmente para lana de roca); la lana mineral que tiene tales colores no es adecuada respecto a la presente invencion.
La composicion aglutinante anterior, cuando se aplica a la lana mineral, puede comprender del 1 al 30 % en peso, preferentemente del 5 al 25 % y, mas preferentemente, del 10 al 20 % en peso del aglutinante, asi como del 0,1 al 10 % en peso, preferentemente del 1 al 8 % en peso y, mas preferentemente, del 2 al 4 % de un agente colorante. Dicha composicion aglutinante, cuando se aplica a la lana mineral, puede comprender ademas un disolvente, tal como agua, un alcohol, una solucion que contiene sales y otros aditivos, asi como combinaciones de dos o mas de tales componentes. De acuerdo con una realizacion preferida de la presente invencion, la composicion aglutinante, cuando se aplica a la lana mineral, comprende un aglutinante, un agente colorante y agua.
La lana mineral coloreada del colector solar de la presente invencion no esta restringida especificamente y puede incluir cualquier relation de lana mineral y composicion aglutinante que sea adecuada para funcionar eficazmente como un material aislante termico en un colector solar.
De acuerdo con una realizacion especifica del colector solar definido anteriormente, el contenido de la composicion aglutinante en la lana mineral coloreada esta en el intervalo del 0,01 al 15 % en peso con respecto al peso total de la lana mineral coloreada.
Por ejemplo, la lana mineral coloreada del colector solar de la presente invencion puede comprender dicha composicion aglutinante en un contenido en el intervalo del 0,1 al 10 % en peso y, preferentemente, en el intervalo del 0,55 % en peso, con respecto al peso total de la lana mineral coloreada. En un ejemplo especifico de la presente invencion, el contenido de la composicion aglutinante en la lana mineral coloreada definida anteriormente es del 0,5 al 2 % en peso con respecto al peso total de la lana mineral coloreada.
Ademas, el termino "aglutinante", de acuerdo con la presente invencion, no esta restringido de ninguna manera, siempre y cuando pueda usarse en una forma adecuada, tal como en una composicion aglutinante liquida, junto con un agente colorante. Preferentemente, el aglutinante es una resina, particularmente una resina basada en formaldehido. Sin embargo, el aglutinante puede ser tambien una resina exenta de formaldehido, tal como un aglutinante basado en azucar. En una realizacion preferida de la lana mineral coloreada definida anteriormente, dicho aglutinante es una resina fenol formaldehido.
El aglutinante se distribuye preferentemente de forma sustancialmente uniforme por todo el aislante de lana mineral; lo que facilita su fabrication usando las tecnicas empleadas en plantas de fabrication existentes para fabricar productos convencionales.
De acuerdo con otra realizacion del colector solar definido anteriormente, el contenido de aglutinante en la composicion aglutinante esta en el intervalo del 1 al 30 % en peso con respecto al peso total de la composicion
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aglutinante.
La expresion "agente colorante" usada en este documento no esta restringida espedficamente, y puede incluir cualquier componente que pueda usarse para colorear u oscurecer una lana mineral.
Los terminos "tenir" y "oscurecer" usados en este documento no estan restringidos espedficamente en terminos de la tonalidad e intensidad del colorante, siempre y cuando la absorcion de calor de la lana mineral coloreada se potencie cuando se compara con la lana mineral no coloreada. Sin embrago, de acuerdo con la presente invention, se prefiere un color que sea adecuado para aumentar la luz y/o absorcion infrarroja de la lana mineral coloreada resultante.
Preferentemente, todo el espesor del aislante de lana mineral tiene un color sustancialmente uniforme. No obstante, si se desea, el color puede estar presente exclusivamente, o en mayor cantidad, en o hacia la capa superior del aislante de lana mineral.
De acuerdo con otra realization de la presente invencion, la lana mineral coloreada del colector solar definido anteriormente tiene una oscuridad, es decir, una absorcion de luz y/o infrarrojo de al menos un color correspondiente a RAL 7004, preferentemente correspondiente a RAL 7011 y, mas preferentemente, correspondiente a RAL 9011. De acuerdo con un ejemplo especifico de la presente invencion, el agente colorante es un color negro tal como RAL 9005.
De acuerdo con una realizacion adicional de la presente invencion, la lana mineral coloreada del colector solar definido anteriormente tiene un color, en el que L* es menor de 40, preferentemente menor de 39, menor de 38 o menor de 37 y, mas preferentemente, menor de 36, menor de 35 o menor de 32, a* esta en el intervalo de -10 a +10 o de -8 a +8, preferentemente en el intervalo de -6 a +6, de -5 a +5, de-4 a +4 y, mas preferentemente, en el intervalo de -3 a +3, o -2 a +2, y b* esta en el intervalo de -10 a +10 o de -8 a +8, preferentemente en el intervalo de -6 a +6, de -5 a +5 o de -4 a +4, y, mas preferentemente, en el intervalo de -3 a +3 o de -2 a +2, donde L*, a* y b* son las coordenadas de color definidas en el sistema de espacio de color CIELAB 1976.
Ademas, el agente colorante puede ser una combination de dos o mas agentes colorantes, y puede comprender ademas aditivos tales como estabilizadores, emulgentes, pigmentos y agentes hidrofilos.
De acuerdo con una realizacion preferida del colector solar definido anteriormente, el agente colorante se selecciona del grupo que consiste en C.I. 31600, C.I. Negro Directo 80, Negro Diazofenilo BW y Negro Fenazo OB, hollines, oxidos de hierro o cualquier combinacion de los mismos.
En una realizacion especifica del colector solar definido anteriormente, el contenido de agente colorante en la composition aglutinante esta en el intervalo del 0,1 al 10 % en peso con respecto al peso total de la composition aglutinante.
De acuerdo con la presente invencion, la lana mineral coloreada del colector solar definido anteriormente puede tener cualquier forma que sea utilizable para aislar termicamente dicho colector solar. Por ejemplo, la lana mineral puede estar en forma de un bloque, una lamina, granulos o escamas.
De acuerdo con una realizacion preferida de la presente invencion, la lana mineral coloreada del colector solar definido anteriormente esta en forma de una lamina que tiene un espesor de 1 a 200 mm.
En un ejemplo preferido de la presente invencion, la lana mineral es un vellon de tipo lamina. El espesor de tal lamina o vellon puede estar, por ejemplo, en el intervalo de 5 a 150 mm y, preferentemente, en el intervalo de 20 a 70 mm.
Una lana mineral coloreada como se ha definido anteriormente puede producirse por un metodo que comprende las etapas de (a) poner en contacto la lana mineral con una composicion aglutinante liquida que comprende del 0,1 al 10 % en peso de un agente colorante y del 1 al 30 % en peso de un aglutinante y (b) secar dicha lana mineral.
En este documento, el termino "poner en contacto" no esta especialmente restringido, sino que se refiere a cualquier etapa del proceso que sea adecuada para poner la lana mineral en contacto con la composicion aglutinante. Los ejemplos de la etapa de "contacto" incluyen pulverizar la composicion aglutinante sobre la lana mineral, sumergir la lana mineral en una solution que contiene dicha composicion aglutinante o aplicar la composicion aglutinante por otros medios conocidos en la tecnica sobre la lana mineral.
En el metodo, la composicion aglutinante y el agente colorante son como se han definido anteriormente, si no se indica de otra manera.
De acuerdo con otra realizacion del metodo como se ha definido anteriormente, la lana mineral se pone en contacto con dicha composicion aglutinante pulverizando dicha composicion aglutinante sobre la lana mineral o sumergiendo
al menos parcialmente la lana mineral en dicha composicion aglutinante.
De acuerdo con la presente invencion, se proporciona tambien un uso de lana mineral coloreada como material aislante para colectores solares de acuerdo con la reivindicacion 13. Tal uso incluye el uso de dicha lana mineral en 5 cualquier tipo de colector solar, por ejemplo, en colectores de tipo placa o colectores con forma de placa o columnares. Ademas, la lana mineral de la presente invencion puede usarse en combinacion con otros materiales aislantes o puede modificarse antes de su uso en un colector solar. De acuerdo con la presente invencion, la lana mineral coloreada puede usarse, por ejemplo, en la bandeja, el marco, el exterior u otros componentes de un colector solar, y puede usarse en cualquier tipo de colector solar cuya eficacia puede aumentarse usando una lana 10 mineral coloreada como se define en este documento.
El colector solar de la presente invencion que comprende una lana mineral coloreada es sorprendentemente ventajoso, puesto que contiene un material aislante absorbente del calor que aumenta la eficacia del colector pero que no disminuye su eficacia durante el tiempo de vida liberando componentes quimicos perjudiciales. Ademas, la 15 lana mineral coloreada de la presente invencion es altamente ventajosa, puesto que posibilita el aislamiento termico eficaz sorprendente de un colector solar, sin necesidad de laminar una pelicula o lamina oscura encima de este usando un adhesivo. De esta manera, incluso a altas temperaturas y exposicion prolongada a radiacion solar de componentes adhesivos o quimicos del mismo que puedan evaporarse y condensar en el interior de la cubierta trasparente. Por consiguiente, la eficacia de dicho colector solar se mantiene durante un periodo de tiempo 20 ventajosamente largo. Ademas, la lana mineral coloreada, cuando se usa como un material aislante termico en un colector solar evita completamente la liberacion de vapores toxicos, que se consideran como peligro medioambiental o para la salud.
Ademas, la produccion de tal lana mineral coloreada es sorprendentemente eficaz cuando se compara con la 25 laminacion de una pelicula o lamina sobre la superficie superior de la lana mineral del estado de la tecnica. Tal etapa de laminacion no solo consume mas tiempo y es cara, sino que tambien requiere un aparato o maquinaria mucho mas complejos. Ademas, la lana mineral coloreada de la presente invencion, cuando se usa en un colector solar, tiene un efecto visual y estetico positivo sobre el producto.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un colector solar, que comprende un absorbedor dispuesto entre una cubierta y un aislante de lana mineral, comprendiendo dicho aislante de lana mineral fibras de lana mineral y una composicion aglutinante, caracterizado por que la composicion aglutinante comprende el aglutinante y un agente colorante que oscurece la lana mineral.
  2. 2. El colector solar de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el contenido del agente colorante en la composicion aglutinante esta en el intervalo del 0,1 al 10 % en peso con respecto al peso total de la composicion aglutinante.
  3. 3. El colector solar de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en el que dicha lana mineral tiene una densidad aparente (RD) de 30 a 70 kg/m3.
  4. 4. El colector solar de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en el que el contenido de la composicion aglutinante en la lana mineral coloreada esta en el intervalo del 0,01 a 15 % en peso con respecto al peso total de la lana mineral coloreada.
  5. 5. El colector solar de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en el que dicho aglutinante es una resina de fenol formaldehido.
  6. 6. El colector solar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho aglutinante es una resina exenta de formaldehido.
  7. 7. El colector solar de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en el que dicho agente colorante se selecciona de C.I 31600, C.I Negro Directo 80, Negro Diazofenilo BW y Negro Fenazo OB, hollines, oxido de hierro o cualquier combinacion de los mismos.
  8. 8. El colector solar de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en el que la lana mineral coloreada tiene una oscuridad de al menos un color correspondiente a RAL 7004.
  9. 9. El colector solar de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en el que el aislante de lana mineral es negro.
  10. 10. El colector solar de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en el que dicha lana mineral coloreada esta en forma de lamina que tiene un espesor de 5 a 150 mm.
  11. 11. El colector solar de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en el que no hay una pelicula o una lamina laminadas usando un adhesivo como una capa superior sobre el aislante de lana mineral.
  12. 12. El colector solar de acuerdo con cualquier reivindicacion 11, en el que la capa superior del aislante de lana mineral es una capa expuesta que no esta cubierta con una pelicula o una lamina.
  13. 13. Uso de un aislante de lana mineral que comprende fibras de lana mineral en un colector solar, caracterizado porque el aislante de lana mineral comprende una composicion aglutinante que comprende una aglutinante y un agente colorante para proporcionar aislamiento eficaz mientras evita el uso de una pelicula o una lamina laminadas usando un adhesivo como una capa superior de dicho aislante de lana mineral.
  14. 14. Uso del aislante de lana mineral de acuerdo con la reivindicacion 13, en el que el aislante de lana mineral tiene una oscuridad de al menos un color correspondiente a RAL 7004.
  15. 15. Uso de un aislante de lana mineral de acuerdo con la reivindicacion 13 o la reivindicacion 14, en el que el aislante de lana mineral es negro.
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