ES2650290A1

ES2650290A1 - Passive system of protection against overheating of thermal solar plates (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2650290A1
Application number: ES201630919A
Authority: ES
Inventors: Joaquim Lloveras Macià; Júlia MONTAÑÀ TOR
Original assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Current assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2036-07-06
Also published as: ES2650290B1

Abstract

Passive system of protection against overheating of thermal solar panels, integrated inside a flat plate collector that has rectangular reflector plates (6), located between the absorber plate (4) and the glass (5), which are attached to the side of the sensor and rotate on its axis, driven by the rotation of a bimetal helical spring (7) in thermal contact with the hot tube (3), mounted on the shaft (8) rotates by actuating the entire mechanism through a system formed by gears (9), (10) and (11) and belt (12). The platelets (6) normally allow the passage of solar radiation, but when the temperature increases above a certain value the bimetallic spring (7) deforms and rotates the platelets that reflect the solar radiation preventing overheating. The turn is reversed with the decrease in temperature. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPTION

Passive system for protection against overheating of solar thermal panels

SECTOR OF THE TECHNIQUE 5

El sector de la técnica es el de placas solares térmicas y sistemas de protección de sobrecalentamiento que se puede producir especialmente en verano en este tipo de instalaciones. Algunas de las Clasificaciones Internacionales encontradas en patentes similares son: F24J2/46; F24J2/05; F24J3/02; F24J2/40; E06B9/26; E05F15/20. 10 The technical sector is that of thermal solar panels and overheat protection systems that can be produced especially in summer in this type of installation. Some of the International Classifications found in similar patents are: F24J2 / 46; F24J2 / 05; F24J3 / 02; F24J2 / 40; E06B9 / 26; E05F15 / 20. 10

BACKGROUND OF THE INVENTION

El sobrecalentamiento del circuito primario de una instalación solar térmica se produce porqué en verano es cuando la radiación solar es más elevada y por contrario la demanda de ACS y 15 calefacción disminuye de manera importante. Por otra parte, si en estos periodos de elevada irradiación hay un corte en el suministro eléctrico que causa el estancamiento del circuito primario se da lugar al sobrecalentamiento de la instalación debido a las elevadas temperaturas que se alcanzan en la placa por efecto invernadero. The overheating of the primary circuit of a solar thermal installation occurs because in summer it is when the solar radiation is highest and on the contrary the demand for DHW and heating decreases significantly. On the other hand, if in these periods of high irradiation there is a cut in the electrical supply that causes the stagnation of the primary circuit, the installation overheats due to the high temperatures reached in the plate due to greenhouse effect.

En los captadores de placa plana el líquido caloportador sale normalmente de los captadores a 20 una temperatura de 60ºC a 70ºC. A partir de 80ºC a 90ºC grados hay peligro de sobrecalentamiento de la instalación, pudiendo llegar a temperaturas de más de 110ºC. Estas altas temperaturas perjudican a todo el sistema: el fluido caloportador se degrada, así como los sensores, el aislamiento térmico y la capa absorbente y disminuye de manera importante el rendimiento de todo el sistema. 25 In flat plate collectors the heat transfer liquid normally leaves the collectors at a temperature of 60 ° C to 70 ° C. From 80ºC to 90ºC degrees there is danger of overheating of the installation, being able to reach temperatures of more than 110ºC. These high temperatures damage the entire system: the heat transfer fluid degrades, as do the sensors, the thermal insulation and the absorbent layer and significantly decrease the performance of the entire system. 25

Toda instalación incorpora algún elemento que actúa ante este problema. El vaso de expansión es el responsable de contrarrestar las variaciones de presión debidas a la dilatación del líquido por aumento de la temperatura en un circuito cerrado. Por otro lado, las válvulas de seguridad se abren al alcanzar cierta presión del circuito y así proteger el sistema, pero producen a la vez un desperdicio de fluido, que sale al desagüe. Aparte, ninguno de estos elementos impide la 30 ebullición del fluido caloportador. Por este motivo se utilizan otros sistemas para prevenir este sobrecalentamiento. Every installation incorporates some element that acts on this problem. The expansion vessel is responsible for counteracting variations in pressure due to the expansion of the liquid by increasing the temperature in a closed circuit. On the other hand, the safety valves open when a certain pressure of the circuit is reached and thus protect the system, but at the same time produce a waste of fluid, which flows into the drain. In addition, none of these elements prevents boiling of the heat transfer fluid. For this reason other systems are used to prevent this overheating.

Existen diferentes medios de prevención de sobrecalentamiento de las instalaciones solares. Algunas soluciones aprovechan el exceso de energía térmica, otras evitan que se acumule este exceso de energía y las más usadas actualmente eliminan activamente la energía sobrante. 35 There are different means of preventing overheating of solar installations. Some solutions take advantage of the excess of thermal energy, others prevent this excess of energy from accumulating and the currently used ones actively eliminate the excess energy. 35

Un método para aprovechar el exceso de energía térmica es verter en la piscina el calor que no One method to take advantage of excess thermal energy is to pour heat into the pool that does not

se necesita, de este modo se consigue una temperatura de baño más agradable. Este es un método eficaz, aunque existen instalaciones destinadas únicamente a este uso y debido a su sencillez y eficacia, si se quiere climatizar una piscina es recomendable hacer una instalación independiente a la de la ACS. it is needed, in this way a more pleasant bath temperature is achieved. This is an effective method, although there are facilities intended solely for this use and due to its simplicity and efficiency, if you want to heat a swimming pool it is advisable to make an independent installation to that of the ACS.

Los sistemas más utilizados actualmente son los sistemas de disipación que eliminan la 5 energía sobrante. Estos sistemas, siempre que estén bien dimensionados, son muy eficaces, pero presentan un inconveniente: su consumo de energía eléctrica. Tanto la refrigeración nocturna, como los disipadores pasivos, como los disipadores activos requieren que el fluido caloportador circule por el circuito primario, y por tanto que la bomba hidráulica esté en funcionamiento y consuma energía. Los disipadores activos, que son los más usados, tienen 10 además el consumo eléctrico del motor del ventilador del aerotermo. The most commonly used systems are dissipation systems that eliminate excess energy. These systems, provided they are well sized, are very effective, but they have a drawback: their consumption of electrical energy. Both night cooling, as passive heatsinks, as active heatsinks require the heat transfer fluid to circulate through the primary circuit, and therefore the hydraulic pump is running and consumes energy. The active heatsinks, which are the most used, also have the electric consumption of the fan motor of the air heater.

Otras soluciones evitan que se acumule el exceso de energía disminuyendo el área útil de los captadores. Una manera de hacerlo es inclinando los colectores más de lo habitual para captar preferentemente la radiación en invierno, de modo que en verano los rayos caigan con mayor inclinación y aprovechen menos, o bien mediante la disposición estratégica de aleros sobre los 15 colectores. Estos métodos no solucionan totalmente el problema. Other solutions prevent the accumulation of excess energy by decreasing the useful area of the collectors. One way of doing this is by tilting the collectors more than usual to preferentially capture the radiation in winter, so that in summer the rays fall with greater inclination and take less advantage, or by means of the strategic arrangement of eaves over the 15 collectors. These methods do not completely solve the problem.

Otra manera de evitar que se acumule el exceso de energía es mediante fundas, cortinas, o persianas. Existen fundas manuales, eficaces y económicas, pero se necesita acceso seguro y personal capaz de acceder a la zona de los colectores y cubrirlos. Este inconveniente queda resuelto con las cortinas o persianas automáticas, pero éstas, además de consumir energía 20 eléctrica, presentan problemas de mantenimiento al enrollarse y desenrollarse, y pueden dañarse a causa del uso, o de condiciones ambientales extremas. Another way to prevent excess energy from accumulating is through covers, curtains, or blinds. There are manual, efficient and economical covers, but you need safe and personal access capable of accessing the area of the collectors and covering them. This problem is resolved with automatic blinds or curtains, but these, in addition to consuming electrical energy, have maintenance problems when being rolled up and unwound, and can be damaged due to use, or extreme environmental conditions.

Por otro lado, existen numerosas patentes que intentan solucionar el problema del sobrecalentamiento en los colectores de placa plana, algunas con ideas semejantes a la invención propuesta en la presente patente. 25 On the other hand, there are numerous patents that attempt to solve the problem of overheating in flat plate collectors, some with ideas similar to the invention proposed in the present patent. 25

La patente FR2506913 propone varios diseños de absorbedores, formados por aletas hechas de un material con memoria de forma. Estas aletas están recubiertas por todo su cuerpo de pintura negra absorbente excepto en una parte que se ha pintado de un material reflectante. En funcionamiento normal las aletas tienen tal forma que la radiación llega a la parte negra, mientras que cuando la temperatura alcanza niveles altos, las aletas se deforman de modo que 30 la parte reflectante de estas quedan totalmente expuestas a la radiación solar y la reflejan. Patent FR2506913 proposes several designs of absorbers, formed by fins made of a shape memory material. These fins are coated throughout their body of absorbent black paint except in a part that has been painted a reflective material. In normal operation the fins have such a form that the radiation reaches the black part, while when the temperature reaches high levels, the fins deform so that the reflective part of these are totally exposed to the solar radiation and reflect it.

La patente ES2310470 presenta un modelo de persiana automática que no consume energía eléctrica, sino que funciona gracias a un actuador termostático inmerso en la salida del captador. Está formado por un conjunto de lamas móviles situadas externamente sobre la placa que se abren o se cierran para regular el paso de la radiación incidente. 35 The ES2310470 patent presents an automatic blind model that does not consume electricity, but works thanks to a thermostatic actuator immersed in the collector output. It is formed by a set of mobile slats located externally on the plate that open or close to regulate the passage of the incident radiation. 35

La patente ES2352939 presenta un sistema para proteger los tubos de vacío heat pipe mediante reflectores giratorios en el interior del tubo que se mueven gracias a un muelle bimetálico enroscado en el tubo evaporador. The ES2352939 patent presents a system for protecting heat pipe vacuum tubes by rotating reflectors inside the tube that move thanks to a bimetallic spring screwed into the evaporator tube.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN 5 EXPLANATION OF THE INVENTION 5

El sistema consta de una serie de plaquetas reflectoras rectangulares (6) situadas entre la placa absorbedora de calor (4) y la cubierta transparente (5), dentro del captador. Estas plaquetas (6) están dispuestas horizontalmente sobre el captador y con los dos extremos unidos a los laterales de la capa aislante térmica (2) mediante articulaciones giratorias, son del 10 mínimo espesor y máxima anchura posible según el espacio disponible entre en la placa absorbedora (4) y la cubierta transparente (5). Las plaquetas reflectoras (6) son rectangulares y tienen sus dos caras principales de acabado reflector de la luz solar y su función es hacer de pantalla y así impedir que la radiación solar llegue al absorbedor (4) y, por tanto, evitar que siga aumentando la temperatura del captador, cuando hay peligro de sobrecalentamiento de la 15 instalación. Las plaquetas reflectoras (6) son rectangulares formadas por una sola lámina, o por una lámina con sus bordes doblados, o formadas por dos láminas unidas por sus bordes, para darle mayor consistencia a la deformación. The system consists of a series of rectangular reflector plates (6) located between the heat absorber plate (4) and the transparent cover (5), inside the sensor. These platelets (6) are arranged horizontally on the collector and with the two ends attached to the sides of the thermal insulating layer (2) by means of rotating joints, they are of the minimum thickness and maximum width possible depending on the space available between the absorber plate (4) and the transparent cover (5). The reflector platelets (6) are rectangular and have their two main faces of reflective finish of sunlight and their function is to act as a screen and thus prevent solar radiation from reaching the absorber (4) and, therefore, prevent it from continuing to increase the collector temperature, when there is a danger of overheating of the installation. The reflector platelets (6) are rectangular formed by a single sheet, or by a sheet with its folded edges, or formed by two sheets joined by its edges, to give greater consistency to the deformation.

Durante el funcionamiento normal de la instalación estas plaquetas (6) están encaradas casi perpendicularmente al captador, por lo que la radiación solar penetra en el captador e impacta 20 contra un elemento absorbedor (4) de dicha radiación, que junto con el efecto invernadero dentro de la placa, se calienta el fluido. Esta posición de las plaquetas (6) se puede regular desde el exterior en función de la ubicación del captador para que dichas plaquetas (6) no afecten a su rendimiento. Al elevarse la temperatura por encima de un valor determinado, las plaquetas (6) empiezan a girar hasta quedar totalmente paralelas sobre el captador (figura 11). 25 En esta situación, ya que las plaquetas son de metal o de superficie metalizada pulida y por lo tanto tienen una reflectancia muy elevada, los rayos solares que penetran en el captador salen reflejados antes de llegar al absorbedor (4), y en consecuencia, el sistema no se calienta más. During normal operation of the installation, these platelets (6) are facing almost perpendicularly to the collector, so that solar radiation penetrates the collector and impacts 20 against an absorber element (4) of said radiation, which together with the greenhouse effect inside from the plate, the fluid is heated. This position of the platelets (6) can be adjusted from the outside depending on the location of the sensor so that said platelets (6) do not affect their performance. When the temperature rises above a certain value, the platelets (6) begin to rotate until they are completely parallel on the collector (figure 11). 25 In this situation, since the platelets are made of metal or of a polished metallic surface and therefore have a very high reflectance, the solar rays that penetrate the collector are reflected before reaching the absorber (4), and consequently, The system does not heat up anymore.

Este sistema de protección contra el sobrecalentamiento de la placa, se activa automáticamente a través de la acción de un muelle bimetálico helicoidal (7), que cambia su 30 forma en función de la temperatura. El muelle bimetálico (7) es helicoidal y se sitúa dentro de la placa, sobre el tubo más caliente de la salida de fluido caloportador, o sobre un eje cercano a la zona, o al tubo, más caliente de la placa. Coaxialmente al muelle helicoidal (7) se sitúa un eje giratorio (8) paralelo a las plaquetas reflectoras (6), que está situado en la parte superior de la placa y unido en cada lateral de la capa aislante (2). Este muelle (7) tiene unido uno de sus 35 This protection system against the plate overheating is automatically activated by the action of a helical bimetallic spring (7), which changes its shape depending on the temperature. The bimetallic spring (7) is helical and is located inside the plate, on the hottest tube of the heat transfer fluid outlet, or on an axis near the area, or the tube, hotter on the plate. Coaxially to the helical spring (7) there is a rotating shaft (8) parallel to the reflector plates (6), which is located at the top of the plate and joined on each side of the insulating layer (2). This pier (7) has one of its 35 attached

extremos, fijo a la parte superior de la parrilla de tubos (3) por donde circula el fluido caloportador mediante un pegamento de contacto térmico, a fin de asegurar la máxima transmisión de temperaturas y que la temperatura del muelle sea lo más parecida posible a la del fluido caloportador. Los cambios de temperatura del fluido caloportador se transmiten al muelle bimetálico helicoidal (7) y éste se deforma girando sobre su eje, y transmitiendo esta 5 rotación de su extremo libre, a las plaquetas reflectores (6) a través de un pequeño sistema de engranajes (9), (10), (11), y (12), teniendo además un sistema limitador de giro. ends, fixed to the top of the tube rack (3) where the heat transfer fluid circulates through a thermal contact glue, in order to ensure maximum temperature transmission and that the spring temperature is as similar as possible to the of the heat transfer fluid. The temperature changes of the heat transfer fluid are transmitted to the bimetallic helical spring (7) and this is deformed by rotating on its axis, and transmitting this rotation of its free end, to the reflector plates (6) through a small gear system (9), (10), (11), and (12), also having a turning limit system.

Las plaquetas reflectoras (6) y el eje giratorio (8) tienen un engranaje (11) y (9) en uno de sus extremos, o bien en sus dos extremos, respectivamente. Se incorpora una correa dentada (12) en uno, o los dos, laterales del captador, que engrana con las ruedas dentadas (11) y (9) 10 asegura la uniformidad de giro. The reflector plates (6) and the rotating shaft (8) have a gear (11) and (9) at one of its ends, or at its two ends, respectively. A toothed belt (12) is incorporated in one, or both, sideways of the collector, which meshes with the sprockets (11) and (9) 10 ensures uniformity of rotation.

El muelle bimetálico (7) se fija en el eje giratorio (8) y la o las correas (12) están a la mínima distancia de las paredes del captador. Para garantizar el contacto de la correa con todos los engranajes de las plaquetas se añaden engranajes auxiliares (10) que tensan dicha correa (12). 15 The bimetallic spring (7) is fixed on the rotating shaft (8) and the strap (12) is at a minimum distance from the walls of the sensor. To ensure the belt contact with all platelet gears, auxiliary gears (10) that tension said belt (12) are added. fifteen

Para que el sistema funcione correctamente es necesario tener en cuenta todas las variaciones de temperatura que puede sufrir el muelle bimetálico (8). A temperaturas inferiores a la temperatura normal de funcionamiento, por ejemplo, durante el transporte y montaje del sistema, el muelle bimetálico (7) se puede deformar, pero las plaquetas reflectoras (6) no deben girar por debajo de cierto ángulo. Por otro lado, ante la posibilidad de 20 sobrecalentamiento, es necesario asegurar que el giro de las plaquetas (6) no sobrepase la posición horizontal y giren más de 90º, hacia el otro lado, ya que entonces la radiación solar penetraría en el captador y la temperatura continuaría aumentando. Así pues, es necesario incorporar elementos que limiten el giro de las plaquetas (6) y que a la vez permitan la rotación del muelle (7) cuando sufra un cambio de temperatura, para no generar tensiones excesivas y 25 sobrepasar el límite elástico del material. Para ello se diseña la siguiente solución para dicho sistema de limitación de giro de las plaquetas (6): In order for the system to function properly, it is necessary to take into account all the temperature variations that the bimetallic spring may suffer (8). At temperatures below the normal operating temperature, for example, during transport and assembly of the system, the bimetallic spring (7) can be deformed, but the reflector plates (6) must not rotate below a certain angle. On the other hand, given the possibility of overheating, it is necessary to ensure that the rotation of the platelets (6) does not exceed the horizontal position and turn more than 90º, towards the other side, since then the solar radiation would penetrate the collector and The temperature would continue to rise. Thus, it is necessary to incorporate elements that limit the rotation of the platelets (6) and that at the same time allow the rotation of the spring (7) when it undergoes a temperature change, so as not to generate excessive tensions and 25 exceed the elastic limit of the material . For this, the following solution is designed for said platelet rotation limitation system (6):

En primer lugar, el eje del muelle (8) no es siempre solidario a los engranajes (9) de sus extremos, de modo que existe un cierto grado de libertad de giro en el eje del muelle (8) independientemente de los engranajes (9). En las figuras 5, 6 y 7 se muestra este mecanismo. 30 Se muestra el eje del muelle (8) unido al lateral de la capa aislante (2) y un engranaje (9) en su extremo. Un tope (13) está soldado al eje (8) y se mueve libremente por una ranura del engranaje (9). La figura 5 corresponde a una temperatura inferior a la temperatura de funcionamiento. Al aumentar la temperatura el muelle (7) comienza a girar, y con ella el eje (8) solidario a él, pero no las plaquetas reflectantes (6). La figura 6 corresponde a la situación en la 35 In the first place, the axis of the spring (8) is not always integral to the gears (9) of its ends, so that there is a certain degree of freedom of rotation in the axis of the spring (8) independently of the gears (9 ). This mechanism is shown in figures 5, 6 and 7. 30 The spring axis (8) attached to the side of the insulating layer (2) and a gear (9) at its end is shown. A stop (13) is welded to the shaft (8) and moves freely through a groove of the gear (9). Figure 5 corresponds to a temperature below the operating temperature. As the temperature rises, the spring (7) begins to rotate, and with it the shaft (8) integral with it, but not the reflective platelets (6). Figure 6 corresponds to the situation in 35

temperatura de funcionamiento de la placa. A partir de este momento y si la temperatura sigue aumentando, el tope (13) empujará el engranaje (9) girando solidariamente con el eje (8). plate operating temperature. From this moment on and if the temperature continues to rise, the stop (13) will push the gear (9) rotating in solidarity with the shaft (8).

En segundo lugar, se ha incorporado un sistema para limitar el giro de las plaquetas (6) entre la completa apertura durante el funcionamiento normal de trabajo y el cierre total de las de las plaquetas (6) ante el peligro de sobrecalentamiento. Este mecanismo se muestra en las figuras 5 6 y 7. Se trata de una ranura cilíndrica alargada (14) en los laterales de la capa aislante (2) donde encaja un pequeño pivote guía (15) solidario al engranaje (9). De este modo se limita el giro del engranaje (9) y por tanto el de las plaquetas reflectoras (6). En la figura 6 las plaquetas reflectoras (6) presentan la apertura normal, mientras que en la figura 7 están paralelas al captador impidiendo el sobrecalentamiento de la instalación. 10 Secondly, a system has been incorporated to limit the rotation of the platelets (6) between the complete opening during normal working operation and the total closing of the platelets (6) due to the danger of overheating. This mechanism is shown in Figures 5 6 and 7. It is an elongated cylindrical groove (14) on the sides of the insulating layer (2) where a small guide pivot (15) integral with the gear (9) fits. This limits the rotation of the gear (9) and therefore that of the reflector plates (6). In figure 6 the reflector plates (6) have the normal opening, while in figure 7 they are parallel to the sensor preventing overheating of the installation. 10

Una vez pasado el peligro de sobrecalentamiento, la temperatura comienza a disminuir y, el muelle (7) y, por tanto, el eje (8), comienzan a girar en sentido contrario. En esta situación es necesario que el engranaje (9) gire solidariamente con ellos. Para ello y evitar que gire el eje (8) y no el engranaje (9) se ha incorporado un sistema de trinquetes, o una cierta rugosidad (16) en la parte superior del tope (13) del eje y en el extremo izquierdo de la ranura del 15 engranaje (9), por lo que la fuerza de rozamiento entre el eje (8) y el engranaje (9) sea suficiente para hacer que el sistema gire solidariamente hasta que las plaquetas (6) estén totalmente abiertas, donde, si la temperatura sigue bajando, forzosamente continuara girando sólo el eje (8) y no el engranaje (9). Once the danger of overheating has passed, the temperature begins to decrease and, the spring (7) and, therefore, the axis (8), begin to turn in the opposite direction. In this situation it is necessary for the gear (9) to rotate in solidarity with them. To do this and avoid turning the shaft (8) and not the gear (9), a ratchet system, or a certain roughness (16) has been incorporated in the upper part of the shaft stop (13) and in the left end of the groove of the gear (9), so that the frictional force between the shaft (8) and the gear (9) is sufficient to make the system rotate in solidarity until the platelets (6) are fully open, where, if the temperature continues to fall, it will continue to rotate only the shaft (8) and not the gear (9).

El posicionamiento del sistema de limitación de giro, puede ser ajustado desde el exterior de la 20 placa, manipulándolo a través de la ranura cilíndrica alargada (14). The positioning of the rotation limitation system can be adjusted from the outside of the plate, manipulating it through the elongated cylindrical groove (14).

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La figura 1, muestra una vista en explosión de la placa plana, con la carcasa exterior (1), la 25 capa aislante térmica (2), los tubos de intercambio de calor (3), la placa absorbedora (4) y la cubierta transparente (5), así como los principales elementos que conforman el sistema de protección contra el sobrecalentamiento, las plaquetas reflectoras (6), el muelle bimetálico helicoidal (7), el eje del muelle (8), los engranajes (9), (10) y (11) y la correa dentada (12). Figure 1 shows an exploded view of the flat plate, with the outer shell (1), the thermal insulating layer (2), the heat exchange tubes (3), the absorber plate (4) and the cover transparent (5), as well as the main elements that make up the overheat protection system, the reflector plates (6), the bimetallic helical spring (7), the axis of the spring (8), the gears (9), ( 10) and (11) and toothed belt (12).

La figura 2, muestra una vista en planta, del extremo superior de la placa, con el muelle 30 bimetálico helicoidal (7) sobre el eje (8), con uno de sus extremos fijado y en contacto térmico con el tubo de salida de los tubos de intercambio de calor (3) y el otro extremo fijado al eje (8). Figure 2 shows a plan view of the upper end of the plate, with the bimetallic coil spring 30 (7) on the shaft (8), with one of its ends fixed and in thermal contact with the outlet tube of the heat exchange tubes (3) and the other end fixed to the shaft (8).

La figura 3, muestra una vista isométrica de la placa plana con el sistema de protección contra el sobrecalentamiento formado por las plaquetas reflectoras (6) accionadas por el muelle bimetálico helicoidal (7) montado sobre el eje (8) y los engranajes (9), (10) y (11) y la correa 35 Figure 3 shows an isometric view of the flat plate with the overheat protection system formed by the reflector plates (6) actuated by the helical bimetallic spring (7) mounted on the shaft (8) and the gears (9) , (10) and (11) and belt 35

dentada (12). toothed (12).

La figura 4 muestra una vista lateral en detalle del sistema de transmisión que está instalado en un lateral de la placa, y que está formado por el engranaje (9) del eje del muelle (8), los engranajes (11) solidarios al extremo de las plaquetas reflectoras (6), los engranajes (10) auxiliares y la correa dentada (12). 5 Figure 4 shows a side view in detail of the transmission system that is installed on one side of the plate, and which is formed by the gear (9) of the spring shaft (8), the gears (11) integral with the end of the reflector plates (6), the auxiliary gears (10) and the toothed belt (12). 5

La figura 5, muestra un detalle en vista isométrica del sistema limitador de giro cuando la temperatura es inferior a la temperatura de funcionamiento habitual de la placa, donde el eje (8) puede girar libremente sin rotar el engranaje (9), y con él las plaquetas reflectoras (6), hasta que el tope (13) llegue al extremo izquierdo del engranaje (9). Figure 5 shows a detail in isometric view of the rotation limiter system when the temperature is lower than the usual operating temperature of the plate, where the shaft (8) can rotate freely without rotating the gear (9), and with it the reflector plates (6), until the stop (13) reaches the left end of the gear (9).

La figura 6, muestra un detalle en vista isométrica del sistema limitador de giro a la temperatura 10 habitual de funcionamiento de la placa, estando las plaquetas reflectoras (6) abiertas dejando pasar los rayos del Sol, donde el tope (13) del eje (8) está en contacto con el extremo izquierdo de la ranura del engranaje (9) y el pivote guía (15) soldado al engranaje (9) está al extremo derecho de la ranura cilíndrica alargada (14) de la capa aislante (2). Figure 6 shows a detail in isometric view of the rotation limiter system at the usual operating temperature of the plate, the reflector plates (6) being open allowing the sun's rays to pass, where the stop (13) of the axis ( 8) is in contact with the left end of the gear groove (9) and the guide pin (15) welded to the gear (9) is at the right end of the elongated cylindrical groove (14) of the insulating layer (2).

La figura 7, muestra un detalle en vista isométrica del sistema limitador de giro a la temperatura 15 de sobrecalentamiento, donde el engranaje (9) y el eje (8) han girado solidariamente desde la posición de la figura 6 (temperatura de trabajo), hasta conseguir que las plaquetas reflectoras (6) estén paralelas sobre la placa impidiendo el paso de los rayos del Sol, estando en esta posición el pivote guía (15) soldado al engranaje (9) en el extremo izquierdo de la ranura cilíndrica alargada (14) de la capa aislante (2). 20 Figure 7 shows a detail in isometric view of the rotation limiter system at the superheat temperature 15, where the gear (9) and the shaft (8) have rotated jointly from the position of Figure 6 (working temperature), until the reflector platelets (6) are parallel to the plate preventing the sun's rays from passing, the guide pin (15) being welded to the gear (9) in this position at the left end of the elongated cylindrical groove (14 ) of the insulating layer (2). twenty

La figura 8, muestra un esquema del sistema limitador de giro, con una rugosidad (16) en la parte superior del tope (13) y en el extremo izquierdo de la ranura del engranaje (9), de modo que, a partir de la posición que se muestra en la figura 7, cuando la temperatura disminuye, engranaje (9) y eje (8) giran solidariamente hasta la temperatura normal de funcionamiento, como se muestra en la figura 6. 25 Figure 8 shows a diagram of the rotation limiter system, with a roughness (16) at the top of the stop (13) and at the left end of the gear groove (9), so that, from the position shown in figure 7, when the temperature decreases, gear (9) and shaft (8) rotate jointly to the normal operating temperature, as shown in figure 6. 25

La figura 9, muestra una vista lateral para una configuración del sistema, la incidencia de la radiación solar en invierno, donde la mayor parte de los rayos solares inciden de manera directa en el absorbedor (4), sin reflejarse antes en las plaquetas reflectantes (6). Figure 9 shows a side view for a system configuration, the incidence of solar radiation in winter, where most of the solar rays directly affect the absorber (4), without being reflected in the reflective platelets ( 6).

La figura 10, muestra una vista lateral para una configuración del sistema, la incidencia de la radiación solar en verano, donde la mayor parte de los rayos solares inciden en el absorbedor 30 (4), una vez reflejados en las plaquetas reflectantes (6). Figure 10 shows a side view for a system configuration, the incidence of solar radiation in summer, where most of the solar rays affect the absorber 30 (4), once reflected in the reflective platelets (6) .

Figure 11 shows a side view of the system in a position of protection against overheating, where the reflector plates (6) are parallel on the absorber (4) preventing the sun's rays from heating it, reflecting them outwards. 35 PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Sin que tenga carácter limitativo, se expone a continuación un modo concreto de realización de la presente invención: Without being limiting, a specific embodiment of the present invention is set forth below:

Captador solar plano con una serie de plaquetas reflectores rectangulares (6) metálicas Las 5 plaquetas (6) están situadas entre el absorbedor de calor (4) y la cubierta transparente (5), dispuestas horizontalmente sobre el captador. Durante el funcionamiento normal de la instalación estas plaquetas (6) están encaradas casi perpendicularmente al captador para dejar pasar el Sol, pero antes de llegar a la temperatura de sobrecalentamiento las plaquetas (6) empiezan a girar hasta quedar totalmente paralelas sobre el captador y frenar así los rayos 10 solares. Flat solar collector with a series of rectangular metallic reflector plates (6) The 5 platelets (6) are located between the heat absorber (4) and the transparent cover (5), arranged horizontally on the collector. During normal operation of the installation, these platelets (6) are facing almost perpendicularly to the collector to let the Sun pass, but before reaching the overheating temperature the platelets (6) begin to rotate until they are completely parallel on the collector and stop So the 10 solar rays.

La rotación de estas plaquetas (6) se produce automáticamente a través de la acción de un muelle bimetálico helicoidal (7). Coaxialmente al muelle helicoidal (7) se sitúa en su interior un eje giratorio (8) paralelo a las plaquetas reflectoras (6), que está situado en la parte superior de la placa y unido en cada lateral de la capa aislante (2). Este muelle (7) tiene uno de sus 15 extremos fijo en la parte superior de la parrilla de tubos (3) por donde circula el fluido caloportador, mediante un pegamento de contacto térmico. The rotation of these platelets (6) occurs automatically through the action of a helical bimetallic spring (7). Coaxially to the helical spring (7) a rotating shaft (8) is located inside it parallel to the reflector plates (6), which is located on the top of the plate and joined on each side of the insulating layer (2). This spring (7) has one of its 15 fixed ends at the top of the tube rack (3) through which the heat transfer fluid circulates, by means of a thermal contact glue.

Las plaquetas reflectoras (6) y el eje giratorio (8) tienen un solo engranaje en cada extremo (11) y (9) respectivamente, además de dos engranajes auxiliares (10) y una correa dentada (12). El muelle bimetálico (7) se ha fijado en la mitad del eje giratorio (8), en la parte superior 20 del centro de la placa y la correa (12) está a la mínima distancia de la pared lateral interna del captador. The reflector plates (6) and the rotating shaft (8) have a single gear at each end (11) and (9) respectively, in addition to two auxiliary gears (10) and a toothed belt (12). The bimetallic spring (7) has been fixed in the middle of the rotating shaft (8), in the upper part 20 of the center of the plate and the belt (12) is at a minimum distance from the inner side wall of the sensor.

Para limitar el giro de las plaquetas (6) existe un tope (13) soldado al eje (8) que se mueve por la ranura del engranaje (9) solidariamente o no a éste en función de la temperatura. También incorpora una ranura cilíndrica alargada (14) en un lateral de la capa aislante (2) donde encaja 25 un pequeño pivote guía (15) solidario al engranaje (9). Finalmente existe una cierta rugosidad (16) en la parte superior del tope (13) del eje y en el extremo izquierda de la ranura del engranaje (9) para que giren solidariamente por fregamiento hasta que una fuerza superior los separe. To limit the rotation of the platelets (6) there is a stop (13) welded to the shaft (8) that moves through the groove of the gear (9) in solidarity or not with it depending on the temperature. It also incorporates an elongated cylindrical groove (14) on one side of the insulating layer (2) where a small guide pivot (15) integral with the gear (9) fits. Finally, there is a certain roughness (16) in the upper part of the shaft stop (13) and in the left end of the gear groove (9) so that they rotate in solidarity by scrubbing until a superior force separates them.

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Claims

1. Passive system for protection against overheating of solar thermal panels formed by a flat collector comprising the housing (1), an insulating layer (2), heat exchange tubes (3), an absorber plate (4) and a transparent cover (5), 5 characterized by having reflective platelets (6) located between the absorber plate (4) and the transparent cover (5) inside the sensor, which are attached to the sides of the sensor so that they rotate on its axis thanks to a transmission system formed by gears (9), (10), (11) and belts (12), which moves with the rotation of a bimetallic spring (7), caused by temperature changes , and which is mounted on a shaft (8). 10

2. Passive overheat protection system according to claim 1, characterized by having several rectangular reflector plates (6), attached to the sides of the collector which rotate on its longitudinal axis, of the minimum thickness and maximum possible width according to the available space enters the absorber plate (4) and the transparent cover 15 (5) to be able to cover the catchment area of the sensor with the least number of platelets possible.

3. Passive system for protection against overheating, according to claim 1 and 2, characterized in that the reflector plates (6) are rectangular and have their two main faces 20 of reflective finish of sunlight.

4. Passive overheat protection system according to the preceding claims, characterized in that the reflector plates (6) are rectangular formed by a single sheet, or by a sheet with its folded edges, or formed by two sheets 25 joined by their edges , to give greater consistency to the deformation.

5. Passive overheat protection system according to claim 1, characterized in that the bimetallic spring (7) is helical and is located inside the plate, on the hottest tube of the heat transfer fluid outlet, or on a nearby axis to the area, or to the 30 tube, hotter than the plate.

6. Passive overheat protection system according to claim 1 and 5, characterized by having, in the upper part of the collector, a bimetallic helical spring (7) integral with one end to a coaxial axis (8) and with the another free end joined and with good thermal contact by means of thermal glue, to the heat exchange tubes (3) of such

so that the temperature changes of the heat transfer fluid cause the deformation of the spring (7) and this causes the rotation of its support axis (8) which is coaxial and is inside the central space of the spring (7).

7. Passive overheat protection system according to claim 1, 5, 5 and 6, characterized by having a shaft movement transmission system (8) on one side of the plate integrated by at least one gear (9 ) at one end of the shaft (8), of auxiliary gears (10), of a gear (11) integral to one end of each reflector plate (6) and of a toothed belt (12) that meshes with all the previous gears, This system can be incorporated at both ends of the plate to distribute forces and facilitate rotation of the reflector plates (6).

8. Passive overheat protection system according to claim 1, characterized in that it has a stop (13) integrally attached to the shaft (8) that fits and moves through a groove of the gear (9), the shaft (8) moving ) and the gear (9) 15 in solidarity only at the end of the path when the stop (13) touches at the ends of the groove, these elements forming a rotation limiting system of the reflector plates (6), so that they rotate only when the temperature changes occur around the overheating temperature and thus allowing the deformation of the spring (7) without this turning the platelets when the temperature changes occur at low temperatures. twenty

9. Passive overheat protection system according to claim 1, characterized in that it has a rotation limitation system formed by an elongated cylindrical groove (14) in the insulating layer (2) and a guide pivot (15) attached jointly with the gear (9) that ensure that the rotation of the reflector plates (6) does not exceed the established limits, since when the guide pin (15) touches the ends of the elongated cylindrical groove (14), the system does not It can keep turning.

10. Passive overheat protection system according to claim 1, 7, 8 and 9, characterized by incorporating an element that ensures simultaneous rotation of the shaft (8) and 30 of the gear (9) when the system passes from the position protection against overheating to the normal state of energy supply, this being a ratchet system or by rough surfaces (16) that complement each other.