ITGE20120077A1 - Collettore solare termico a tubi sottovuoto - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"COLLETTORE SOLARE TERMICO A TUBI SOTTOVUOTO"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un collettore solare termico a tubi sottovuoto.

Come à ̈ noto, un collettore solare termico, detto anche pannello solare termico, à ̈ un dispositivo atto alla conversione della radiazione solare in energia termica ed al suo trasferimento, per esempio, verso un accumulatore termico per un uso successivo, tipicamente sotto forma di acqua calda, riscaldamento ed in alcuni casi energia elettrica.

Un particolare tipo di collettore solare termico, detto sottovuoto, Ã ̈ in grado di garantire un maggiore apporto energetico anche in condizioni di basso irraggiamento o basse temperature esterne .

Sono in particolare noti i collettori a tubi sottovuoto, i quali contengono un tubo ad U, in cui circola direttamente il liquido che assorbe il calore.

I collettori a tubi sottovuoto tradizionali presentano alcuni inconvenienti e sono migliorabili in termini di efficienza e vita operativa.

Un problema dei tubi sottovuoto tradizionali à ̈ per esempio costituito dalle perdite per riflessione, dovute al passaggio dei raggi solari tra lo specchio, l'aria ambiente esterno ed il vetro e captatore.

La struttura del collettore tradizionale implica inoltre un certo ingombro totale, a causa degli specchi inferiori, necessari per permettere la riflessione dei raggi solari, ma che aumentano la larghezza del collettore.

Un altro inconveniente à ̈ costituito dal deposito di polveri e sporcizia sullo specchio, il quale risulta in posizione esterna ed esposta, con conseguente riduzione della resa energetica del collettore .

Compito della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un collettore solare termico a tubi sottovuoto che superi gli inconvenienti della tecnica nota citata.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo dell'invenzione à ̈ quello di realizzare un collettore solare termico a tubi sottovuoto che permetta un incremento della resa energetica rispetto ai collettori solari termici tradizionali.

Un altro scopo dell'invenzione à ̈ quello di realizzare un collettore solare termico a tubi sottovuoto che presenti un ingombro ridotto .

Uno scopo ancora à ̈ quello di realizzare un collettore solare termico a tubi sottovuoto meno sensibile al deposito di polveri e sporcizia che possano ridurne l'efficienza.

Un ulteriore scopo dell'invenzione à ̈ quello di realizzare un collettore solare termico a tubi sottovuoto che presenti minori perdite per riflessione, rispetto ai collettori tradizionali.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una struttura che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, sia in grado di assicurare le più ampie garanzie di affidabilità e di sicurezza nell'uso.

Questi scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un collettore solare termico a tubi sottovuoto comprendente una pluralità di tubi, al cui interno à ̈ disposto un condotto, formato ad U, nel quale scorre un fluido termovettore; caratterizzato dal fatto che ciascun tubo ha una sezione ellittica.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, dell'invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica di un collettore solare termico, secondo la presente invenzione;

la figura 2 Ã ̈ una vista frontale del collettore;

la figura 3 Ã ̈ una vista laterale del collettore;

la figura 4 Ã ̈ una vista superiore, sezionata trasversalmente del collettore;

la figura 5 Ã ̈ una vista ingrandita, in sezione trasversale, di un tubo ellittico, secondo la presente invenzione;

la figura 6 Ã ̈ una vista simile alla precedente che illustra schematicamente il funzionamento del tubo.

Con riferimento alle figure citate, il collettore solare termico, secondo l'invenzione, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una serie di tubi 2, al cui interno à ̈ disposto un condotto 3, modellato ad U, nel quale scorre un fluido termovettore.

I tubi 2 sono affiancati e tenuti assieme tramite un supporto metallico scatolato 4, internamente coibentato, preferibilmente mediante un mezzo di isolante rigido preformato.

La distribuzione dei tubi 2 ne permette un sistema in serie. Secondo la presente invenzione, ciascun tubo 2 presenta una sezione ellittica.

Preferibilmente, il tubo 2 Ã ̈ realizzato in vetro borosilicato con uno spessore S di 4 mm.

All'interno, nella parte inferiore, viene effettuata una alluminatura frontale a specchio, la quale elimina le doppie riflessioni ed aumenta al 90-95% la proporzione di luce riflessa.

Lo strato di alluminio 5 copre una dimensione leggermente maggiore della metà della sezione del tubo 2, compresa tra i punti 7, visibili in figura 5, i quali formano con il centro 8 dell'ellisse un angolo K di 6°.

Se necessario, si effettua un pretrattamento al cromo per incrementare l'aderenza del trattamento interno al vetro; questo metallo come anche il nickel, aderisce fortemente al vetro costituendo così un ottimo aggrappante per lo strato successivo di alluminatura.

Il condotto in rame 3 Ã ̈ disposto con asse longitudinale coincidente con l'asse dei due fuochi 6 dell'ellisse derivata dalla sezione del vetro.

Il tubo 2 Ã ̈ chiuso inferiormente da un ellisse in vetro avente spessore di 4 mm con identiche caratteristiche del precedente vetro.

Al suo interno sarà posto un getter, contenente bario, che in caso di ingresso di aria, e quindi di assenza del vuoto, rende il vetro internamente parzialmente bianco.

All'interno del tubo vitreo viene effettuato un vuoto spinto da -8 a -10 bar, per aumentare il rendimento del pannello.

Preferibilmente, il tubo 2 Ã ̈ costituito da un'ellisse il cui sviluppo interno presenta un semiasse maggiore A di 30 mm, un semiasse minore B di 22 mm ed una distanza C, dei fuochi 6 dal centro 8 dell'ellisse, di 20.39 mm.

Il condotto in rame 3 presenta un diametro interno D di 4 millimetri ed uno spessore di 1 millimetro, per un ingombro esterno E pari a 6 mm (diametri commerciali).

Il condotto in rame in ciascun tubo di vetro 2 ha una lunghezza di circa 2.5 metri ed à ̈ formato in mezzeria ad "U", per permettere il passaggio interno di fluido termovettore.

Ciascun condotto in rame 3 viene esternamente ossidato mediante processo chimico per rendere la superficie di colore molto scuro, attraverso brunitura con elettrolisi.

Rispetto ai collettori solari della tecnica nota, il presente collettore solare termico presenta minori superfici di ingombro totale, grazie all'assenza di specchi inferiori, che ne aumentano la larghezza, per permettere la riflessione dei raggi solari.

Il presente collettore soffre di un minore deposito di polveri e sporcizia sullo specchio, poiché lo specchio à ̈ interno e non esterno come nei collettori tradizionali, con conseguente aumento della resa energetica del collettore stesso.

Il collettore presenta inoltre minori perdite per riflessione, grazie alla riflessione diretta interna al tubo posto sottovuoto e priva quindi del passaggio tra specchio - aria ambiente esterno -vetro e captatore, come invece accade nei pannelli della tecnica nota finora.

Si à ̈ in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato un collettore solare termico a tubi sottovuoto che garantisce un notevole incremento della resa energetica, metro quadrato di superficie occupata, rispetto ai collettori solari termici tradizionali.

Il collettore solare a tubi sottovuoto secondo l'invenzione à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Collettore solare termico a tubi sottovuoto comprendente una pluralità di tubi, al cui interno à ̈ disposto un condotto, formato ad U, nel quale scorre un fluido termovettore; caratterizzato dal fatto che ciascun tubo ha una sezione ellittica.
2. 2. Collettore solare, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti tubi sono affiancati e tenuti assieme tramite un supporto scatolato, internamente coibentato.
3. 3. Collettore solare, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto ciascuno di detti tubi à ̈ realizzato in vetro borosilicato.
4. 4. Collettore solare, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto tubo comprende uno strato di alluminio realizzato, nella parte inferiore, tramite alluminatura frontale a specchio; detto strato di alluminio coprendo una dimensione leggermente maggiore della metà della sezione del tubo.
5. 5. Collettore solare, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto condotto in rame à ̈ disposto con asse longitudinale coincidente con l'asse dei due fuochi dell'ellisse della sezione di detto tubo.
6. 6. Collettore solare, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto tubo à ̈ realizzato in vetro borosilicato con uno spessore di 4 mm; detto tubo presenta una sezione ad ellisse il cui sviluppo interno presenta un semiasse maggiore di 30 mm, un semiasse minore di 22 mm ed una distanza dei fuochi dal centro dell'ellisse di 20.39 mm.
7. 7. Collettore solare, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto condotto in rame presenta un diametro interno di 4 millimetri ed uno spessore di 1 millimetro, per un ingombro esterno pari a 6 mm.
8. 8. Collettore solare, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto condotto in rame viene esternamente ossidato mediante processo chimico per rendere la superficie di colore molto scuro, attraverso brunitura con elettrolisi .
9. 9. Collettore solare, secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto strato di alluminio copre una dimensione compresa tra due punti, all'interno di detto tubo, i quali formano con il centro di detta ellisse un angolo di 6°.
10. 10. Collettore solare, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto tubo presenta al suo interno un vuoto spinto, da -8 a -10 bar, e comprende un getter, contenente bario.