ITMI20092051A1 - PERFECTED SOLAR COLLECTOR AND PERFECTED THERMAL SOLAR SYSTEM - Google Patents

PERFECTED SOLAR COLLECTOR AND PERFECTED THERMAL SOLAR SYSTEM Download PDF

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ITMI20092051A1
ITMI20092051A1 IT002051A ITMI20092051A ITMI20092051A1 IT MI20092051 A1 ITMI20092051 A1 IT MI20092051A1 IT 002051 A IT002051 A IT 002051A IT MI20092051 A ITMI20092051 A IT MI20092051A IT MI20092051 A1 ITMI20092051 A1 IT MI20092051A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
solar collector
heat
improved solar
storage tank
carrying fluid
Prior art date
Application number
IT002051A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Fabrizio Giovi
Original Assignee
Air Control S R L
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/30Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0036Domestic hot-water supply systems with combination of different kinds of heating means
    • F24D17/0063Domestic hot-water supply systems with combination of different kinds of heating means solar energy and conventional heaters
    • F24D17/0068Domestic hot-water supply systems with combination of different kinds of heating means solar energy and conventional heaters with accumulation of the heated water
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:

"COLLETTORE SOLARE PERFEZIONATO ED IMPIANTO SOLARE TERMICO PERFEZIONATO" "PERFECTED SOLAR COLLECTOR AND PERFECTED SOLAR THERMAL SYSTEM"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Il presente trovato si riferisce ad un collettore solare perfezionato e ad un impianto solare termico perfezionato. The present invention relates to an improved solar collector and an improved solar thermal system.

Come noto, gli impianti solari termici hanno il compito di sfruttare l'energia del Sole per riscaldare le abitazioni o per produrre acqua calda sanitaria. As is known, solar thermal systems have the task of exploiting the sun's energy to heat homes or to produce domestic hot water.

Questi sistemi sono generalmente formati da tre componenti principali: uno o più pannelli solari termici, un serbatoio per l'accumulo dell'acqua calda ed un circuito idraulico primario per veicolare il fluido termovettore fra gli stessi pannelli ed il serbatoio .. These systems are generally made up of three main components: one or more thermal solar panels, a tank for storing hot water and a primary hydraulic circuit to convey the heat transfer fluid between the panels themselves and the tank.

Il pannello solare termico, altrimenti noto con il nome di collettore solare, viene generalmente posizionato sul tetto dell'abitazione per assorbire l'energia solare e cederla poi, sotto forma di calore, al fluido termovettore. The solar thermal panel, otherwise known as the solar collector, is generally placed on the roof of the house to absorb solar energy and then transfer it, in the form of heat, to the heat transfer fluid.

Il serbatoio, generalmente posizionato all'interno dell'abitazione, ha invece il compito di immagazzinare l'acqua calda allo scopo di poterla utilizzare anche in tempi diversi da quelli di produzione. The tank, generally positioned inside the house, has instead the task of storing hot water in order to be able to use it even at different times from those of production.

Il circuito idraulico primario, infine, permette al collettore solare di interagire con il serbatoio in modo da trasferire il calore prodotto dal primo all'acqua contenuta nel secondo, Il trasferimento di calore avviene normalmente tramite uno scambiatore di calore collocato all'interno del serbatoio e collegato, tramite un tubo di mandata ed un tubo di ritorno, al collettore solare. Finally, the primary hydraulic circuit allows the solar collector to interact with the tank in order to transfer the heat produced by the first to the water contained in the second.The heat transfer normally takes place via a heat exchanger located inside the tank and connected, via a delivery pipe and a return pipe, to the solar collector.

Negli impianti che vedono il collettore solare installato ad un'altezza superiore a quella del serbatoio è indispensabile ricorrere ad una circolazione forzata, che impone di portare il circuito idraulico primario ad una pressione superiore a quella atmosferica In systems where the solar collector is installed at a height greater than that of the tank, it is essential to resort to forced circulation, which requires bringing the primary hydraulic circuit to a pressure higher than the atmospheric one.

Questo comporta di dover ricorrere ad altri componenti accessori, fra i quali una pompa con la relativa elettronica di gestione, un vaso di espansione ed una serie di componenti di sicurezza indispensabili negli impianti di questo tipo, This entails having to use other accessory components, including a pump with its management electronics, an expansion tank and a series of safety components essential in systems of this type,

Di conseguenza, questa tipologia di impianto è generalmente riservata ai contesti abitativi in cui è facilmente reperibile uno spazio da destinare all'installazione del serbatoio e dei relativi componenti funzionali, mentre diventa praticamente impossibile integrarla in un appartamento condominiale., Consequently, this type of system is generally reserved for residential contexts where a space to be allocated to the installation of the tank and its functional components is easily available, while it becomes practically impossible to integrate it into a condominium apartment.

Per ovviare a questa problematica sono state messe a punto soluzioni alternative che prevedono, ad esempio, l'utilizzo di impianti solari termici a circolazione naturale a termosifone, nei quali si sfrutta la convezione per far circolare il fluido termovettore To overcome this problem, alternative solutions have been developed which provide, for example, the use of solar thermal systems with natural circulation with radiators, in which convection is exploited to circulate the heat transfer fluid.

In questi impianti, il serbatoio deve necessariamente trovarsi più in alto del collettore solare, in quanto, a seguito del riscaldamento, il fluido termovettore si dilata e galleggia rispetto a quello più freddo, spostandosi naturalmente verso l'alto fino a raggiungere lo scambiatore di calore alloggiato nel serbatoio „ In these systems, the tank must necessarily be higher than the solar collector, as, following heating, the heat transfer fluid expands and floats compared to the colder one, naturally moving upwards until it reaches the heat exchanger. housed in the tank "

Per ridurre le perdite di carico del circuito idraulico primario vengono generalmente realizzati sistemi compatti, meglio noti come pannelli solari termici a monoblocco, ove il serbatoio è sito nelle strette vicinanze del collettore solare. To reduce the pressure drops of the primary hydraulic circuit, compact systems are generally created, better known as monobloc thermal solar panels, where the tank is located in close proximity to the solar collector.

Nonostante i pannelli solari termici a monoblocco possano essere istallati più agevolmente dei precedenti anche nei contesti in cui lo spazio a disposizione è esiguo, il loro utilizzo è fortemente limitato dal fatto che il serbatoio è posto all'esterno. Although the monobloc thermal solar panels can be installed more easily than the previous ones even in contexts where the available space is limited, their use is severely limited by the fact that the tank is placed outside.

Tale circostanza si traduce infatti in una notevole sensibilità alle variazioni di temperatura esterne, oltre ad una inevitabile tendenza alla dispersione termica This circumstance in fact translates into a considerable sensitivity to external temperature variations, as well as an inevitable tendency to heat dispersion

Pertanto, nel caso in cui il sistema sia esposto a condizioni di gelo continue e prolungate risulta necessario svuotare il serbatoio, oppure integrare l'impianto con resistenze elettriche e cavi scaldanti che, in caso di irradiazione solare insufficiente o assente, permettano di riscaldare l'acqua nel serbatoio e nei tubi del circuito idraulico primario,. Therefore, in the event that the system is exposed to continuous and prolonged frost conditions, it is necessary to empty the tank, or to integrate the system with electric resistances and heating cables which, in the event of insufficient or absent solar irradiation, allow to heat the water in the tank and in the pipes of the primary hydraulic circuit.

Di conseguenza, all'atto pratico, gli impianti a circolazione naturale con serbatoio esterno risultano adatti solo alle latitudini caratterizzate da temperature notturne non rigide. Consequently, in practice, natural circulation systems with external reservoir are suitable only for latitudes characterized by non-rigid night temperatures.

Oltre a quanto già rilevato, va anche considerato il notevole impatto estetico dei pannelli solari termici a monoblocco, dovuto alla presenza del serbatoio, In addition to what has already been noted, the considerable aesthetic impact of the monobloc thermal solar panels, due to the presence of the tank, must also be considered.

Un'altra soluzione consiste nell'inserire il serbatoio ed i necessari componenti funzionali in una nicchia ricavata nelle pareti perimetrali dell'abitazione, Another solution consists in inserting the tank and the necessary functional components in a niche obtained in the perimeter walls of the house,

Anche questa tecnica presenta però alcune criticità che consistono principalmente nell'esiguità della capacità del serbatoio utilizzabile e nella grande difficoltà che si incontra nell'offrire a quest'ultimo una adeguata protezione contro il gelo. Ciò limita fortemente le potenzialità di una simile soluzione e ne circoscrive l'uso esclusivamente ad aree geografiche caratterizzate da temperature notturne non rigide. However, even this technique presents some criticalities which mainly consist in the small capacity of the usable tank and in the great difficulty encountered in offering the latter adequate protection against freezing. This severely limits the potential of such a solution and limits its use exclusively to geographical areas characterized by non-rigid night temperatures.

Non da ultimo, va anche evidenziato che sostanzialmente tutti gli impianti solari termici noti tendono ad accumulare nel serbatoio acqua ad una temperatura che crea indiscutibili rischi dal punto di vista sanitario. Last but not least, it should also be pointed out that substantially all known solar thermal systems tend to accumulate water in the tank at a temperature that creates indisputable risks from the sanitary point of view.

Condizioni ambientali simili si rivelano infatti ottimali per la proliferazione di batteri quali, tra gli altri, la legionella, Il compito che si propone il trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, realizzando un collettore solare perfezionato ed un impianto solare termico perfezionato che possano essere impiegati in tutte le tipologie di unità abitative,, Nell' ambito del compito sopra esposto uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare un collettore solare perfezionato ed un impianto solare termico perfezionato utilizzabili negli appartamenti condominiali. In fact, similar environmental conditions are found to be optimal for the proliferation of bacteria such as legionella, among others. to be used in all types of housing units. Within the scope of the above aim, a particular object of the invention is to provide an improved solar collector and an improved solar thermal system which can be used in condominium apartments.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un collettore solare perfezionato ed un impianto solare termico perfezionato che evitino i problemi di carattere sanitario legati alla proliferazioni di batteri nell'acqua calda accumulata, Another object of the invention is to provide an improved solar collector and an improved solar thermal system which avoid the health problems associated with the proliferation of bacteria in the accumulated hot water,

Altro scopo ancora del trovato è quello di realizzare un collettore solare perfezionato ed un impianto solare termico perfezionato che evitino i problemi di incrostazioni calcaree nello scambiatore, Yet another object of the invention is to provide an improved solar collector and an improved solar thermal system which avoid the problems of limescale in the exchanger.

Ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un collettore solare perfezionato ed un impianto solare termico perfezionato che funzionino senza l'ausilio di vasi di espansione e di altri accessori necessari negli impianti in pressione, A further object of the invention is to provide an improved solar collector and an improved solar thermal system which operate without the aid of expansion vessels and other accessories required in pressurized systems.

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un collettore solare perfezionato ed un impianto solare termico perfezionato che siano semplici nel funzionamento e veloci da installare, risultando vantaggiosi anche da un punto di vista puramente economico,, Not least object of the invention is to provide an improved solar collector and an improved solar thermal system which are simple in operation and quick to install, and are also advantageous from a purely economic point of view.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un collettore solare perfezionato, comprendente un corpo contenitore all'interno del quale è alloggiato almeno un elemento captante atto ad assorbire il calore solare; detto elemento captante è associato ai tubi di un circuito idraulico primario percorso da fluido termovettore; detto collettore solare perfezionato è caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un serbatoio d'accumulo alloggiato all'interno di detto corpo contenitore; detto serbatoio d'accumulo contiene detto fluido termovettore ed è collegato idraulicamente a detti tubi per instaurare una circolazione convettiva di detto fluido termovettore,, The aforementioned aim, as well as the aforementioned objects and others which will appear better later, are achieved by an improved solar collector, comprising a container body inside which at least one capturing element is housed which is suitable for absorbing solar heat; said capturing element is associated with the pipes of a primary hydraulic circuit crossed by the heat-carrying fluid; said improved solar collector is characterized in that it comprises at least one storage tank housed inside said container body; said accumulation tank contains said heat-carrying fluid and is hydraulically connected to said pipes to establish a convective circulation of said heat-carrying fluid;

Il compito e gli scopi sopra esposti vengono altresì raggiunti da un impianto solare termico perfezionato, comprendente almeno un collettore solare percorso da fluido termovettore riscaldato dal calore solare; detto collettore solare è collegato ad almeno un primo scambiatore di calore che interagisce con un impianto idraulico secondario; detto impianto solare termico perfezionato è caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un serbatoio d'accumulo integrato nella struttura di detto collettore solare; detto serbatoio d'accumulo contiene detto fluido termovettore ed instaura una circolazione convettiva all'interno di detto collettore solare, The above mentioned aim and objects are also achieved by an improved solar thermal system, comprising at least one solar collector crossed by a thermovector fluid heated by solar heat; said solar collector is connected to at least a first heat exchanger which interacts with a secondary hydraulic system; said improved solar thermal system is characterized in that it comprises at least one storage tank integrated in the structure of said solar collector; said accumulation tank contains said heat-carrying fluid and establishes a convective circulation inside said solar collector,

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un collettore solare perfezionato e di un impianto solare termico perfezionato secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of an improved solar collector and an improved solar thermal system according to the invention, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings in which:

la figura 1 è una vista frontale, parzialmente in sezione, di un collettore solare perfezionato secondo il trovato; Figure 1 is a partially sectioned front view of an improved solar collector according to the invention;

la figura 2 è una vista laterale, in sezione, del collettore solare perfezionato secondo il trovato; Figure 2 is a sectional side view of the improved solar collector according to the invention;

la figura 3 è una vista schematica di un impianto solare perfezionato, secondo il trovato., Figure 3 is a schematic view of an improved solar system according to the invention.

Con riferimento alle figure citate, un collettore solare perfezionato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un corpo contenitore 2 all'interno del quale è alloggiato un elemento captante 3. With reference to the aforementioned figures, an improved solar collector, generally indicated with the reference number 1, comprises a container body 2 inside which a capturing element 3 is housed.

L'elemento captante 3, opportunamente formato da una piastra termoconduttiva, è posto in contatto con un fascio di tubi 4 che fanno parte di un circuito idraulico primario 5, di tipo chiuso, percorso da fluido termovettore 6, The capturing element 3, suitably formed by a thermally conductive plate, is placed in contact with a bundle of pipes 4 which form part of a primary hydraulic circuit 5, of the closed type, crossed by heat-carrying fluid 6,

Vantaggiosamente, il fluido termovettore 6 è costituito da glìcole propilenico atossico, eventualmente diluito con acqua, oppure da qualsiasi altro liquido antigelo noto al tecnico del ramo, Advantageously, the heat transfer fluid 6 is constituted by non-toxic propylene glycol, possibly diluted with water, or by any other antifreeze liquid known to those skilled in the art,

Più dettagliatamente, il corpo contenitore 2 è composto da una scocca coibentata 7 chiusa superiormente da una copertura trasparente 8. More specifically, the container body 2 is composed of an insulated body 7 closed at the top by a transparent cover 8.

La scocca coibentata 7 conferisce robustezza e stabilità all'intera struttura e riduce le dispersioni termiche grazie ad un isolamento termico 9, di per sé noto, che riveste internamente parte del corpo contenitore 2. The insulated body 7 confers strength and stability to the entire structure and reduces heat loss thanks to a per se known thermal insulation 9 which internally covers part of the container body 2.

La copertura trasparente 8, preferìbilmente costituita da una lastra di vetro temperato ad alta trasparenza, ha invece il compito di far passare le radiazioni solari in arrivo e bloccare quelle in uscita creando un effetto serra The transparent cover 8, preferably made up of a high-transparency tempered glass plate, instead has the task of letting incoming solar radiation pass and blocking outgoing ones, creating a greenhouse effect.

Secondo il trovato, nel collettore solare perfezionato 1 è incorporato un serbatoio d'accumulo 10 riempito con il fluido termovettore 6 a pressione atmosferica, Ciò consente di evitare l'installazione di vasi d'espansione e di tutti i componenti di sicurezza, che risultano invece indispensabili nei circuiti idraulici in pressione. According to the invention, an accumulation tank 10 filled with the heat-carrying fluid 6 at atmospheric pressure is incorporated in the improved solar collector 1. indispensable in pressurized hydraulic circuits.

Più particolarmente, il serbatoio d'accumulo 10 è alloggiato all'interno del corpo contenitore 2 ed è posto direttamente al di sotto dell'elemento captante 3 e dei tubi 4, More particularly, the storage tank 10 is housed inside the container body 2 and is placed directly below the absorbing element 3 and the pipes 4,

È importante considerare che il serbatoio d'accumulo 10 è collegato idraulicamente alle due estremità opposte dei tubi 4. Ciò consente di instaurare una circolazione convettiva del fluido termovettore 6 che, durante l'irraggiamento solare, viene riscaldato per circolazione naturale. It is important to consider that the storage tank 10 is hydraulically connected to the two opposite ends of the pipes 4. This allows to establish a convective circulation of the heat-carrying fluid 6 which, during solar radiation, is heated by natural circulation.

Il serbatoio d'accumulo 10 è in parte rivestito dall'isolante termico 9 ed è provvisto di un tubo di mandata 11, un tubo di ritorno 12 ed un tubo di troppo pieno 13, The storage tank 10 is partly covered by the thermal insulation 9 and is provided with a delivery pipe 11, a return pipe 12 and an overflow pipe 13,

Il tubo di mandata 11 serve a prelevare, dalla parte alta del serbatoio d'accumulo 10, il fluido termovettore 6 caldo per farlo affluire ad un primo scambiatore di calore 16„ The delivery pipe 11 serves to take the hot heat transfer fluid 6 from the upper part of the storage tank 10 to make it flow to a first heat exchanger 16 "

Viceversa il tubo di ritorno 12 serve a riportare nella parte bassa del serbatoio d'accumulo 10 il fluido termovettore 6 a cui è stata sottratta tutta l'energia termica disponibile. Vice versa, the return pipe 12 serves to bring the heat transfer fluid 6 from which all the available thermal energy has been subtracted to the lower part of the storage tank 10.

Il tubo dì ritorno 12, provvisto di una prima valvola di intercettazione 14, viene inoltre utilizzato per caricare il fluido termovettore 6 nel serbatoio d'accumulo 10 alla prima messa in funzione dell'impianto, o ad ogni successivo rabbocco.. The return pipe 12, provided with a first shut-off valve 14, is also used to load the heat-carrying fluid 6 into the storage tank 10 at the first start-up of the system, or at each subsequent top-up.

Il tubo di troppo pieno 13 invece, grazie ad una seconda valvola di intercettazione 15 mantenuta aperta durante le fasi di carico del fluido termovettore 6, serve a segnalare l'avvenuto riempimento del serbatoio d'accumulo 10. The overflow pipe 13, on the other hand, thanks to a second shut-off valve 15 kept open during the loading phases of the heat-carrying fluid 6, serves to signal that the storage tank 10 has been filled.

Secondo un ulteriore aspetto, il presente trovato riguarda altresì un impianto solare termico perfezionato indicato globalmente con il numero di riferimento 100 e realizzato utilizzando uno o più collettori solari sostanzialmente equivalenti al collettore solare perfezionato 1 precedentemente descritto ,. According to a further aspect, the present invention also relates to an improved solar thermal system indicated globally with the reference number 100 and made using one or more solar collectors substantially equivalent to the improved solar collector 1 described above.

Ciascun collettore solare perfezionato 1 è collegato, per mezzo di un tubo di mandata 11 ed un tubo di ritorno 12, ad un primo scambiatore di calore 16 che chiude un circuito idraulico primario 5, nel quale è inserita anche una prima pompa di circolazione 17. Each improved solar collector 1 is connected, by means of a delivery pipe 11 and a return pipe 12, to a first heat exchanger 16 which closes a primary hydraulic circuit 5, in which a first circulation pump 17 is also inserted.

Il primo scambiatore di calore 16 coopera con un secondo scambiatore dì calore 18 alimentato, tramite una seconda pompa di circolazione 19, da fluido riscaldato da una fonte di calore ausiliaria che può concretizzarsi, ad esempio, nel bruciatore 21 di una caldaia 20, di per sé già nota. The first heat exchanger 16 cooperates with a second heat exchanger 18 fed, by means of a second circulation pump 19, by fluid heated by an auxiliary heat source which can materialize, for example, in the burner 21 of a boiler 20, for example itself already known.

Il primo scambiatore di calore 16 ed il secondo scambiatore di calore 18 interagiscono con un impianto idraulico secondario 50, di tipo aperto, che è collegato all'impianto idrico ordinario, All'uscita dei due scambiatori di calore 16 e 18 sono posizionate due sonde, rispettivamente indicate con i numeri di riferimento 22 e 23, che rilevano la temperatura dell'acqua immessa nell'impianto idraulico secondario 50 e la comunicano ad un sistema di controllo 24, The first heat exchanger 16 and the second heat exchanger 18 interact with a secondary hydraulic system 50, of the open type, which is connected to the ordinary water system. Two probes are positioned at the outlet of the two heat exchangers 16 and 18, respectively indicated with the reference numbers 22 and 23, which detect the temperature of the water introduced into the secondary hydraulic system 50 and communicate it to a control system 24,

Il sistema di controllo 24, grazie alle sonde 22 e 23 e ad un flussostato 25, governa l'impianto 100, The control system 24, thanks to the probes 22 and 23 and to a flow switch 25, governs the system 100,

Più nel dettaglio, alla richiesta di acqua calda da parte di un'utenza, rilevata dal flussostato 25, il sistema di controllo 24 abilita l'accensione della prima pompa di circolazione 17 che fa affluire al primo scambiatore di calore 16 il fluido termovettore 6 caldo prelevato dalla parte alta del serbatoio d'accumulo 10., Il serbatoio d'accumulo 10, riempito a pressione atmosferica con il fluido termovettore 6, permette di creare un accumulo inerziale di energia termica,, More in detail, upon the request for hot water by a user, detected by the flow switch 25, the control system 24 enables the ignition of the first circulation pump 17 which causes the hot heat transfer fluid 6 to flow to the first heat exchanger 16 taken from the upper part of the storage tank 10., The storage tank 10, filled at atmospheric pressure with the heat-carrying fluid 6, allows to create an inertial storage of thermal energy,

Infatti, il fluido termovettore 6 contenuto nel serbatoio d'accumulo 10, il quale è collegato idraulicamente alle due estremità opposte dei tubi 4 posti in contatto con l'elemento captante 3, viene continuamente riscaldato per circolazione naturale, sfruttando l'effetto termosifone, In fact, the heat-carrying fluid 6 contained in the storage tank 10, which is hydraulically connected to the two opposite ends of the pipes 4 placed in contact with the absorbing element 3, is continuously heated by natural circulation, exploiting the radiator effect,

Il primo scambiatore di calore 16 consente invece di sottrarre l'energia termica al fluido termovettore 6 per cederla all'acqua che fluisce nell'impianto idraulico secondario 50. The first heat exchanger 16, on the other hand, allows the thermal energy to be subtracted from the heat transfer fluid 6 to transfer it to the water that flows in the secondary hydraulic system 50.

Successivamente, l'acqua riscaldata passa attraverso il secondo scambiatore di calore 18. Thereafter, the heated water passes through the second heat exchanger 18.

Fino a quando il fluido termovettore 6 presente nella parte alta del serbatoio d'accumulo 10 è ad una temperatura sufficientemente elevata e il sistema di controllo 24, tramite la prima sonda 22, ritiene l'acqua in uscita dal primo scambiatore di calore 16 sufficientemente calda, il secondo scambiatore di calore 18 rimane inattivo e l'acqua lo attraversa senza ulteriore apporto o cessione di calore. Until the heat transfer fluid 6 present in the upper part of the storage tank 10 is at a sufficiently high temperature and the control system 24, through the first probe 22, considers the water leaving the first heat exchanger 16 to be sufficiently hot , the second heat exchanger 18 remains inactive and the water passes through it without further input or transfer of heat.

Viceversa, se la prima sonda 22 rileva una temperatura non sufficiente, il sistema di controllo 24 attiva sia il bruciatore 21, sia la seconda pompa di circolazione 19„ Conversely, if the first probe 22 detects an insufficient temperature, the control system 24 activates both the burner 21 and the second circulation pump 19 ".

Questi componenti, in abbinamento al secondo scambiatore di calore 18, provvederanno a fornire all'acqua il calore mancante per raggiungere la temperatura ideale, These components, in combination with the second heat exchanger 18, will provide the water with the missing heat to reach the ideal temperature,

Si è in pratica constatato come il collettore solare perfezionato e l'impianto solare termico perfezionato secondo il trovato assolvano pienamente il compito prefissato, in quanto possono essere impiegati in tutte le tipologie di unità abitative, appartamenti condominiali compresi,, In practice it has been found that the improved solar collector and the improved solar thermal system according to the invention fully accomplish the intended aim, since they can be used in all types of housing units, including condominium apartments.

Inoltre, il collettore solare perfezionato e l'impianto solare termico perfezionato secondo il trovato funzionano senza accumulare acqua calda, evitando pertanto i problemi di carattere sanitario e, contemporaneamente, anche i problemi di incrostazioni calcaree nello scambiatore Furthermore, the improved solar collector and the improved solar thermal system according to the invention operate without accumulating hot water, thus avoiding the problems of a sanitary nature and, at the same time, also the problems of limescale in the exchanger.

Per dì piu, il collettore solare perfezionato e l'impianto solare termico perfezionato funzionano a pressione atmosferica, senza l'ausilio di vasi di espansione e di dispositivi per la sicurezza degli impianti in pressione, Furthermore, the improved solar collector and the improved solar thermal system operate at atmospheric pressure, without the aid of expansion vessels and safety devices for pressurized systems.

Il collettore solare perfezionato e l'impianto solare termico perfezionato così concepiti sono suscettibili di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The improved solar collector and the improved solar thermal system thus conceived are susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica, In practice, the materials employed, so long as they are compatible with the specific use, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to requirements and to the state of the art.

Claims (1)

RIVENDICAZIONI 1. Collettore solare perfezionato, comprendente un corpo contenitore all'interno del quale è alloggiato almeno un elemento captante atto ad assorbire il calore solare; detto elemento captante è associato ai tubi di un circuito idraulico primario percorso da fluido termovettore; detto collettore solare perfezionato è caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un serbatoio d'accumulo alloggiato all'interno di detto corpo contenitore; detto serbatoio d'accumulo contiene detto fluido termovettore ed è collegato idraulicamente a detti tubi per instaurare una circolazione convettiva di detto fluido termovettore„ 2. Collettore solare perfezionato, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto fluido termovettore ha una pressione sostanzialmente corrispondente alla pressione atmosferica. 3. Collettore solare perfezionato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto serbatoio d'accumulo è ricavato al di sotto di detto elemento captante ed al di sotto di detti tubi,, 4. Collettore solare perfezionato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto serbatoio d'accumulo presenta almeno un tubo di mandata di detto fluido termovettore ed almeno un tubo di ritorno di detto fluido termovettore; detto tubo di ritorno è munito di una prima valvola di intercettazione; detto tubo dì mandata e detto tubo di ritorno collegano detto serbatoio d'accumulo ad un primo scambiatore di calore„ 5. Collettore solare perfezionato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto serbatoio d'accumulo presenta almeno un tubo di troppo pieno munito di una seconda valvola di intercettazione,. 6. Collettore solare perfezionato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo contenitore comprende una scocca coibentata chiusa superiormente da una copertura trasparente; detta scocca coibentata è rivestita internamente da un isolante termico; detto isolante termico riveste almeno parzialmente detto serbatoio d'accumulo „ 7. Collettore solare perfezionato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fluido termovettore è costituito da glicole propilenico atossico o da altro fluido antigelo, 8,. Impianto solare termico perfezionato, comprendente almeno un collettore solare percorso da fluido termovettore riscaldato dal calore solare; detto collettore solare è collegato ad almeno un primo scambiatore di calore che interagisce con un impianto idraulico secondario; detto impianto solare termico perfezionato è caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un serbatoio d'accumulo integrato nella struttura di detto collettore solare; detto serbatoio d'accumulo contiene detto fluido termovettore ed instaura una circolazione convettiva all'interno di detto collettore solare, 9. Impianto, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo scambiatore di calore che interagisce con detto impianto idraulico secondario; detto secondo scambiatore di calore è collegato ad una fonte di calore ausiliaria cooperante con detto collettore solare, 10,, Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto dì comprendere una prima pompa di circolazione collegata a detto collettore solare ed a detto primo scambiatore di calore,, 11. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una seconda pompa di circolazione collegata a detta fonte di calore ausiliaria ed a detto primo scambiatore di calore. 12. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fonte di calore ausiliaria è essenzialmente costituita dal bruciatore di una caldaiaCLAIMS 1. Improved solar collector, comprising a container body inside which is housed at least one capturing element suitable for absorbing solar heat; said capturing element is associated with the pipes of a primary hydraulic circuit crossed by the heat-carrying fluid; said improved solar collector is characterized in that it comprises at least one storage tank housed inside said container body; said accumulation tank contains said heat-carrying fluid and is hydraulically connected to said pipes to establish a convective circulation of said heat-carrying fluid " 2. Improved solar collector, according to the preceding claim, characterized in that said heat-carrying fluid has a pressure substantially corresponding to the atmospheric pressure. 3. Improved solar collector, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said storage tank is obtained below said capturing element and below said pipes. 4. Improved solar collector, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said storage tank has at least one delivery pipe for said heat-carrying fluid and at least one return pipe for said heat-carrying fluid; said return pipe is provided with a first interception valve; said delivery pipe and said return pipe connect said storage tank to a first heat exchanger " 5. Improved solar collector, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said storage tank has at least one overflow pipe equipped with a second shut-off valve. 6. Improved solar collector, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said container body comprises an insulated body closed at the top by a transparent cover; said insulated body is internally lined with a thermal insulator; said thermal insulator at least partially covers said storage tank " 7. Improved solar collector, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said heat-carrying fluid is constituted by non-toxic propylene glycol or other antifreeze fluid, 8 ,. Improved solar thermal system, comprising at least one solar collector crossed by a thermal carrier fluid heated by solar heat; said solar collector is connected to at least a first heat exchanger which interacts with a secondary hydraulic system; said improved solar thermal system is characterized in that it comprises at least one storage tank integrated in the structure of said solar collector; said accumulation tank contains said heat-carrying fluid and establishes a convective circulation inside said solar collector, 9. Plant according to the preceding claim, characterized in that it comprises a second heat exchanger which interacts with said secondary hydraulic plant; said second heat exchanger is connected to an auxiliary heat source cooperating with said solar collector, 10, System, according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises a first circulation pump connected to said solar collector and to said first heat exchanger. 11. Plant according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises a second circulation pump connected to said auxiliary heat source and to said first heat exchanger. 12. Plant according to one or more of the preceding claims, characterized in that said auxiliary heat source is essentially constituted by the burner of a boiler
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