IT8224523A1 - Dispositivo per assorbire il calore solare - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale avente per titolo: "DISPOSITIVO PER ASSORBIRE IL CALORE SOLARE"

RIASSUNTO

L'invenzione ha per oggetto un dispositivo per l'assorbimento del calore solare(Comprendente due tratti allungati di materiale sottile e flessibile (41* 42) fra loro congiunti lungo linee (44) in maniera tale da delimitare dei canali (45) per un fluido fra detti tratti di materiale* Uno (41) dei tratti di materiale comprende una lamiera metallica sottile, mentre l'altro (42) ? costituito da gomma, almeno lungo la giunzione (44)> la gomma essendo unita all' altro tratto (41) di materiale per vulcanizzazione.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per assorbire il calore solare, comprendente due tratti allungati di un materiale sottile e flessibile posti l'uno sopra l'altro e congiunti lungo linee in maniera tale da formare uno o pi?.canali per un fluido fra detti tratti. Il dispositivo ? principalmente destinato all'impiego per la costruzione .di sistemi collettori solari coprenti grandi aree? comportanti una sezione assorbente il oalore dotata di elevate propriet? e di assorbimento e di trasferimento del calore e, facoltativamente, un mezzo di copertura trasparente, in cui la sezione assorbente e il mezzo di copertura sono entrambi flessibili e possono essere avvolti su bobine, e in cui la seziona assorbente ? perfettamente resistente all'attacoo corrosivo da acqua ad elevato contenuto di sale e ? contemporaneamente atta a resistere alle alte temperature? Tuttavia, il dispositivo si presta vantaggiosamente anche per l'impiego come collettore solare in strutture di tetti o di pareti esterne di edifici.

Nella conversione termodinamica dell'energia solare ad elettricit? e/o nella dissalazione di acqua salmastra, ? necessaria una schiera di collettori avente un'area superficiale dell'ordine di 15000 mq per produrre 1 MW di elettricit?? In aggiunta a tale schiera di collettori, si rende necessaria una ulteriore area superfioiale collettrice di 50*000 mq per l'immagazzinamento a breve termine del calore solare affinoti sia possibile far funzionare l'impianto 24 ore al giorno, condizione che si pone per una autosufficienza accettabile? Calcolati per metro quadrato, i collettori di energia solare attualmente noti sono eccessivamente dispendiosi e risultano disagevoli da trasportare e da montare 0 installare in looalit? geografiche remote e difficilmente raggiugibili, come avviene per la maggior parte dei paesi della zona equatoriale. Sopratutto, i col? lettori noti hanno propriet? insoddisfacenti per quanto riguarda la loro efficienza e la resistenza dei medesimi alla corrosione da aoqua di mare ad elevato contenuto di sale in combinazione con temperature raggiungenti valori di 80-90*C.

Loieoopo dell'invenzione ? quello di eliminare tutti gli inconvenienti citati sopra. Tale scopo viene realizzato con l'uso di un dispositivo per l'assorbimento del calore solare avente le caratteristiche specificate nelle allegate rivendicazioni. Pertanto, il dispositivo per assorbire il calere solare in conformit? all'invenzione comprende un assorbitore il quale ? prodotto in un materiale resistente alla corrosione avente un elevato numero di passaggi per il calore, e il quale, una volta terminata la eua produzione in fabbrica o stabilimento, pu? essere arrotolato BU bobine e poi srotolato nel luogo prescelto, il prezzo per metro quadro del collettore sul posto d'impiego non superando le 150 corone svedesi. A sua volta, ci? permette di realizzare aosti compresi fra 20 e 30 ori svedesi (l ore - centesima parte di una cr. sv.) per kilovattora, quando B1 oonverte termodinamicamente l'energia solare ad elettricit?, nonch? bassi costi per metro cubo di aoqua di mare dissalata. In conformit? all'invenzione, la sezione assorbente pu? ad esempio comprendere due fogli di rame dello spessore di 0,101t15nuB e di larghezza adeguata, posti l'uno sull'altro e congiunti a tenuta lungo i rispettivi bordi longitudinali in modo da delimitare un passaggio tubolare per l'acqua, l'aria o qualche altro mezzo che debba essere riscaldato mediante energia solare. La sezione assorbente cos? strutturata e comprendente i sottili fogli di metallo pub essere facilmente bobinata durante la fabbricazione e quando posta pera si pu? gonfiare o espandere fino ad assumere una forma ovale o circolare,o altra, in sezione trasversale, per effetto della pressione del mezzo in circolazione racchiuso nella sezione assorbente. Gli esperimenti fatti hanno dimostrato che la fase pi? difficile nella fabbricazione di detti assorbitori ? quella della giunzione dei due fogli metallici sottili, lungo i rispettivi bordi. Sono stati provati diversi metodi, quali l'incollaggio con resine leganti del tipo araldite o siliconico, ma n?^lluno n? l'altro di questi adesivi si ? dimostrato adatto in presenza di aoqua a temperature raggiungenti 80-00*0. Sono state fatte prove anche mediante saldatura continua e saldatura a freddo usando due cilindri soggetti a pressione elevata.

Tali metodi sono risultati complicati e difficili da porre in opera in dipendenza del piccolo spessore del foglio di rame considerato. Secondo l'invenzione, questi problemi posti dalla fabbricazione possono essere risolti usando delle strisce di gomma resistenti al calore, le quali, per d?i collettori solari calcolati per metro quadrato, quando incorporati in ampie schiere di collettori? -Tutte le propriet? precedentemente citate sono parimenti vantaggiose nei collettori solari destinati alla posa su tetti e strutture di muri esterni di edifici.

L'invenzione verr? ora descritta pi? in dettaglio con riferimento ai disegni allegati che illustrano il modo di applicare l'invenzione} nei disegnit

-<! >La fig. 1 ? una vista in sezione trasversale di una prima forma di esecuzione del d?llettore solare secondo l'invenzione} - La fig. 2 ? una vista in sezione trasversale di una seconda forma di esecuzione di collettore avente una parte di base di gomma;

- La fig. 3 ? una vista in sezione trasversale di un'altra forma di esecuzione di collettore solare dotato di un mezzo di copertura trasparente}

- La fig. 4 ? una vista in pianta dall'alto del collettore illustrato in fig. 1j

- La fig. 5 ^ una vista in sezione trasversale di un collettore solare preferito destinato all'impiego in edifici, e - La fig. 6 ? una vista laterale, parzialmente in eezione, di un collegamento ad una estremit? del collettore illustrato in fig. 5?

Il collettore illustrato in fig. 1 ? prodotto fissando una parte superiore 1 comprendente un foglio metallico o lamiera sottile d? metallo avente buone propriet? di trasmissione del oalore a due strisce di gomma 4 e 5? mediante vulcanizzazione lungo le superfici 2 e 5, e fissando una parte inferiore o base 6 -fatta di un materiale adatto per la vul-canizzazione a dette strisce di gomma 4 e 5<_ >mediante vulcanizzazione lungo le superfici 7 e 8, in maniera da delimitare un passaggio di scorrimento a tenuta d'acqua atto ad assumere una forma ovale o circolare in sezione traeveri

sale -o qualche altra forma adatta per la sezione assorben_ te del collettore- per effetto della pressione d'acqua prevalente? essendo la forma della sezione trasversale del passaggio rappresentata in linee a tratteggio nella fig. 1.

Nella fig. 2? delle strisce di gomma 9? 10? corrispondenti alle strisce di gomma 4 e 5 di fig* 1, sono congiunte da un tratto di gomma 11 e costituiscono una unit? la quale ? fissata? per vulcanizzazione lungo le superfici 12 e 13, ad una lamiera metallica sottile superiore 14 dotata di buone propriet? di trasmissione del calore?

Le linee discontinue in fig. 2 rappresentano il cambiamento di forma al quale il collettore ? assoggettato per effetto della pressione esercitata da un mezzo che scorre entro 11 collettore.

Nella fig. 3, con 15 si ? indicato schematicamente una superficie di supporto che pu? essere terreno? sabbia 0 un materiale isolante posto sul terreno e preferibilmente oomprenvulcanizzazione lungo i bordi dei fogli di metallo sottili, uniscono fra loro il foglio di rame superiore e quello inferiore in una maniera resistente alla corrosione, flessibile e che regge al calore. Come ? noto, quando si vulcanizza gomma su metallo, si ha diffusione della gomma nella superficie esterna di metallo, creandosi perci? un giunto estrema- ' mente resistente. Siccome la gomma pu? essere vulcanizzata anche su materiale diverso dal metallo, una lamiera metallioa, ad esempio una foglia, costituente la parte superiore della sezione assorbente e rispondente ai riquisiti circa le buone propriet? di assorbimento e di trasmissione del calore, pu? essere combinata ad un altro materiale meno costoso che viene a costituire la parte inferiore dell1 assorbitore. Poioh? la gomma pu? essere vulcanizzata sulla plastica e altri materiali, le possibilit? di combinazioni sono numerose sia per quanto riguarda la parte superiore dell'assorbitore, la quale ? disposta vereo l'irradiazione solare, sia per la parte inferiore dell'assorbicre, il che permette di minimizzare i costi per la sezione assorbente. Detta sezione assorbente pu? essere completata con un materiale di copertura trasparente. La sezione assorbente e la copertura poesono, in ambedue i casi, essere arrotolate su bobine durante la fabbrioaz?one, e poi srotolate dalle bobine sul posta d'impiego, essendo questo uno dei prerequisiti per l'ottenimento di un basso costo totale dente lana di scoria, il collettore solare appoggiando su detta superficie di supporto.

Con 16 e 17 sono indicate due strisce di gomma, ciascuna delle quali presenta un intaglio 18 e 19 nella quale si inserisce una rispettiva estremit? di una lamiera assorbente sottile 20, essendo detta lamiera fissata alle strisce di gomma 16 e 17 por vulcanizzazione lungo le superflui interne 21 e 22 degli intagli 18 e 19?

Una sottostante parte 24 del collettore comprende a sua volta una sottile lamiera metallica ed ? vincolata alle strisce di gomma 16 e 17 per vulcanizzazione lungo le superfiei 25 e 26 degli intagli 18 e 19? Il collettore solare e anche munito di un materiale di copertura trasparente 27, preferibilmente un materiale resistente alle radiazioni UT, quale una plastica PVFg posta in vendita sotto la denominazione commerciale "Tediar". La copertura 27 ? vincolata alle etrisoe di gomma 16 e 17 per vulcanizzazione lungo le superfioi 28 e 29, nonch? a strisce di supporto di gomma 30, le quali sono a loro volta vulcanizzate alla lamiera assorbente 20. La copertura 27 ? fissata alle strisce di gomma 16 e 17 tramite le strisce di supportodi gomma 30 in maniera tale che nella condizione piatta dell'assorbitore 20, 24, la copertura sia disposta scioltamente fra dette strisce di gomma 16, 17 formando pieghe 27* Tale abbondanza di materiale di copertura fra dette etrisoe di gomma oonsente di fare estendere la sezione aasorbente del dispositivo da lino stato planare o piatto ad uno stato ovale o circolare, aome conseguenza della pressione d'acqua prevalente,senza che la copertura 27 venga inutilmente tesa e deformata. Le linee discontinue nella -fig. 5 indicano la configurazione assunta dal collettore solare come risultato della pressione esercitata dall' acqua l? circolazione.

L? fig. 4 illustra una parte d'estremit? di un collettore solare che pu? essere collegata ad una alimentazione d* aoqua. TJn nastro di tenuta di gomma 31 avente una scanalatura indicata a tratteggio in 32, ? fissato a tenuta per vulcanizzazione alle strisce di gomma 16 e 17 e in maniera analoga all'estremit? della lamiera assorbente superiore 20 e alla lamiera assorbente inferiore 24 (non rappresentata in fig. 4)? La striscia di tenuta di gomma 31 & anche provvista di un foro 33 il quale coincide con un foro della lamiera assorbente superiore 20, per facilitare l'ammissione e l'evalutazione dell'acqua.

Quando il collettore solare ? impiegato nella costruzione di grandi schiere, pu? essere predisposta una qualche forma adatta di ?l?ttone termoisolante girevole o simile che permetta di coprire i collettori durante la notte. Tali elementi possono comprendere un prolungamento dello strato di materiale flessibile inferiore (quando questo comprende gomma) esternamente ad un lato longitudinale del collettore, per oui la larghezza del tratto di materiale inferiore risulter? per lo meno doppia. Detto prolungamento del tratto inferiore di materiale flessibile potr? poi essere ripiegato sulla sezione assorbente del collettore, con l'aiuto di mezzi adatti, quali funi di trazione o simili.

Le figg. 5 e 6 illustrano una forma di esecuzione preferita e di grande efficacia del collettore solare in conformit? all'invenzione, destinato alla posa in opera sulla strut-t;ura del tetto e/o della parete esterna di un edificio. Secondo questa soluzione, la sezione assorbente calore comprende un sottile foglio di metallo 41 al quale ? saldamente vulcanizzata, in corrispondenza delle superfici 44? una stuoia di gomma 42 presentante delle nervature verticali 43* fra le nervature 43 ? formata una pluralit? di passaggi aventi una larghezza massima di oirca 10 mm e una profcni

dit? di circa 2- 3mm. Alle estremit? di detta lamiera 41 e detta stuoia 42, ? vulcanizzato a tenuta un blocco di collegamento 46 prodotto in gomma e dotato di un tubo di raccordo 47 che sporge entro i rispettivi passaggi 45.

I tubi di raocordo 47 si estendono da un tubo distributore 4? collegato ad una condotta (non illustrata) dallaquale viene addotta l'aoqua circolante nel collettore solare? Anche i tubi 47 e 48 sono vulcanizzati nel blocco 48? Bella presente forma di esecuzione, la rigidezza della lamiera 41 e della stuoia di gomma 42 ? tale che i passaggi 43 non possano deformarsi in misura rilevante per effetto della pressione esercitata dall'acqua in detti passaggi. Ci? garantisce un alto grado di efficienza nel funzionamento? e consente di montare con facilit? il collettore solare sul tetto o le pareti di un edificio( sostanzialmente vincolandolo o fissandolo con un adeeivo alla struttura di supporto? ad esempio ad un tetto di lamiera.

Nell'ambito dell'invenzione sono realizzabili ampie possibilit? d? varianti per ottenere riduzioni significative nel oosto per metro quadrato del collettore solare? nei confronti dei collettori solari attualmente noti. Preferibilmente? una tale riduzione del costo viene attuata in relazione alla sezione assorbente del collettore -sempre mantenendone al massimo la capacit? di trasmissione del calore? l? resistane alla corrosione e al calore- producendo la parte superiore del collettore -la quale viene esposta all'irradiazione solare- da foglia di rame ad esempio? e la parte inferiore da economica foglia di alluminio? o sottile lamiera di ferro? galvanizzata? che si pu? rivestire con un sottile strato di gomma? oos? da conferire a detta parte inferiore del collettore una resistenza alla corrosione pari a quella presentata dalla foglia di rame^molto pi? -oostosa. In tal modo? lo strato di gomma sulla parte inferiore della sezione assorbente pu? essere usate come mezzo per oollegare a tenuta detta parte inferiore della sezione assorbente alla parte superiore di questaultima? per

Claims (3)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo per assorbire il calore solare, comprendente due tratti di materiale allungati, sottili e flessibili, posti uno al disopra dell'altro e fra loro uniti lungo linee di giunzione in maniera tale da formare uno o pi? passaggi di fluido fra detti tratti di materiale, caratterizzato da ci? che almeno un tratto (1,14,20,41) di materiale comprende una lamiera metallica sottile, ad esempio una lamiera di rame, di ottone, di acciaio inossidabile o simile, e da ci? che l'atro tratto (6,11,23,42) di materiale comprende, almeno in corrispondenza delle linee di giunzione, un materiale (4,3) 9,10) 16,17) 43) resistente al calore costituito da gomma, il quale ? unito per vulcanizzazione al primo tratto di materiale.

2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ci? che il secondo tratto (11,42) di materiale comprende un materiale tipo gomma resistente al calore presentante due o pi? nervature dirette verso l'alto,reciprocamente parallele (9*10) 43)? sulle quali viene saldamente vulcanizzato il primo tratto di materiale, e da ci? ohe fra dette nervature (9,10| 43) si estendono uno o pi?.passaggi (4?5)? 3* Dispositivo secondo la rivendicazione2,in cui detto altro tratto (42) di materiale presenta un numero elevato di nervature (43)? caratterizzato da ci? che i due tratti di materiale (41*42) hanno una rigidezza tale* e le nervature (43) sono fra loro disposte a piccoli intervalli (43) tali* che detti tratti di materiale non possono deformarsi in misura sostanziale per effetto della pressione esercitata dal fluido sulle pareti di detti passaggi.

4 Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da oi? che i due tratti (1,6) di materiale comprendono dei fogli sostanzialmente sottili di metallo fra i quali sono interposte delle strisce (4*3) di gomma resistenti al calore, situate lungo le linee di giunzione, dette etrisce essendo vulcanizzate contro detti due tratti di materiale.

3 Dispositivo secondo rivendicazione 1, caratterizzato da oi? ohe prevede uno strato di copertura (27)* nella forma di una lastra o foglia di plastica trasparente, il quale ? vulcanizzato a contatto della gomma (16,17) associata alle linee di giunzione che si estendono lungo i due lati maggiori dei tratl di materia!