PT107491A1

PT107491A1 - Colector termoeléctrico equipado com um sistema multi-tubagens e canal transparentes

Info

Publication number: PT107491A1
Application number: PT107491A
Authority: PT
Inventors: Zeferino Encarnação Da Conceição Eusébio
Original assignee: Univ Do Algarve
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2017-06-28
Also published as: PT107491B; PT107491A

Abstract

A PRESENTE INOVAÇÃO TRATA DE UM COLECTOR TERMOELÉCTRICO EQUIPADO COM UM SISTEMA MULTI-TUBAGENS E CANAL TRANSPARENTES. ESTE COLECTOR É CONSTITUÍDO POR UM GRUPO DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS, 1, UM SISTEMA DE MULTI-TUBAGENS TRANSPARENTE, 2, E UM CANAL TRANSPARENTE, 3.O GRUPO DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS, 1, COLOCADO NA EXTREMIDADE OPACA DO COLECTOR E A JUSANTE DO SISTEMA DE MULTI-TUBAGENS TRANSPARENTE, 2, É CONSTRUÍDO ATRAVÉS DE SUPERFÍCIES REFLECTORAS E EMISSORAS.O SISTEMA DE MULTI-TUBAGENS TRANSPARENTE, 2, COLOCADO NA ZONA CENTRAL DO COLECTOR A MONTANTE DE UM GRUPO DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS, 1, E A JUSANTE DE UM CANAL TRANSPARENTE, 3, É CONSTRUÍDO ATRAVÉS DE VÁRIOS GRUPOS DE TUBOS TRANSPARENTES COLOCADOS PARALELAMENTE, HORIZONTALMENTE E EQUIDISTANTES, CONECTADOS ENTRE SI ATRAVÉS DE UM SISTEMA VAI E VEM.O CANAL TRANSPARENTE, 3, COLOCADO NA EXTREMIDADE TRANSPARENTE DO COLECTOR A MONTANTE DO UM SISTEMA DE MULTI-TUBAGENS TRANSPARENTE, 2, É CONSTRUÍDO ATRAVÉS DE DUAS SUPERFÍCIES PARALELAS E TRANSPARENTES CONECTADAS NA ENVOLVENTE.

Description

DESCRIÇÃO "Colector Termoeléctrico equipado com uia sistema multi-tubagens e canal transparentes" 1.1 Domínio Técnico da Invenção, Epígrafe da Invenção, A presente inovação trata de um eolector termoeléctricc equipado com um sistema. multi-tubagens e canal transparentes,

Este eolector é constituído por um grupo de células fotovoltaicas, 1, as quais incluem superfícies reflectoras e emissoras de radiação, um sistema de multi-tubagens transparente, 2., construído através de um grupo de tubos transparentes colocados paralelamente e equidistantes, um carnal transparente plano, 3, construído através de duas superfícies paralelas planas e transparentes fechadas em duas extremidades, um canal transparente curvilíneo, 4, construído através de duas superficies paralelas curvilineas e transparentes fechadas em duas extremidades equipadas com elementos de separação, difusor longitudinal, 5, construído através de vários elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados justapostos, uns ao lado dos outros, no sentido longitudinal, com aberturas no sentido transversal, e tubo eolector, 6, construído através de um tubo longitudinal ligado a vários tubos equidistantes colocados na perpendicular .·

Orna. réplica, ou copia do próprio eolector térmico, mas com dimensões mais reduzidas, pode ser colocada no interior do eolector térmico principal, parai©lamente, quando o fluxo do permutador principal e·. a réplica ou eõpía têm a mesma direcção, ou perpendicularmente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a dírecções perpendiculares . 1.2 Sumário da Invenção A presente inovação trata de um colector termoeléctrico equipado com um sistema multi-tubagens e canal transparentes. Este colector é constituído por um grupo de células fotovoltaicas, 1, um sistema de multi-tubagens transparente, 2:, um canal transparente plano, 3, um canal, transparente curvilíneo, 4, difusor longitudinal, 5, e tubo colector, 6. O grupo de células fotovoltaicas, 1, colocadas na base interior do colector termoeléctrico, incluem superfícies reflectoras e emissoras de radiação. 0 .sistema de multi-tubagens transparente, 2, colocado na sona central do colector entre o grupo de células fotovoltaicas, 1, e o canal transparente plano, 3, localizado a montante do tubo colector, 6, e a jusante do difusor longitudinal, 5, é construído através de um grupo de tubos transparentes colocados paralelamente e equidistantes. O canal transparente plano, 3, colocado na extremidade transparente do colector', localizado a montante do canal transparente curvilíneo, 4, e a jusante do difusor longitudinal, 5, é construído através de duas superfícies paralelas planas e transparentes fechadas em duas extremidades. O canal transparente curvilíneo, 4, localizado a montante de um difusor longitudinal, 5, e a jusante de um canal transparente plano, 3, é construído através de duas superfícies paralelas curvilíneas e transparentes fechadas era duas extremidades equipadas com elementos de separação. O difusor longitudinal, S, com os elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados convergentemente quando o fluido passa de uma zona uniforme, canal transparente curvilíneo, 4, para uma zona não uniforme, sistema de muiti-tubagens transparente, 2, ou um difusor longitudinal, 5, com os elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados dívergentemente quando o fluído passa de uma zona não uniforme, do tubo colector, 6, para uma zona uniforme, do canal transparente plano, 3, é construído através de vários elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados justapostos, uns ao lado dos outros, no sentido longitudinal, com aberturas no sentido transversal. O tubo colector, 6, localizado na entrada a montante do difusor longitudinal, 5, e na saída a jusante do sistema de muiti-tubagens transparente, 2, é construído através de um tubo longitudinal ligado a vários tubos equidistantes colocados na perpendicular.

Uma réplica ou cópia do próprio colector térmico, mas com dimensões maís reduzidas, pode ser colocada no interior do colector térmico principal, paralelamente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a mesma direcçao, ou perpendicularmente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a dírecções perpendiculares. 1.3 Estado da Técnica Anterior

Um colector solar é utilizado na conversão da radiação solar em energia térmica. Por outro lado, as células fotovoltaicas são utilizadas na conversão da radiação solar em energia eléctrica e, ao mesmo tempo, libertam calor.

Os colectores solares disponíveis para aquecimento de fluidos térmicos, ma. is utilizados no mercado, são os colectores planos, colectores parabólicos e colectores de tubos de vácuo. 0 colector pla.no é o maís comum e destina -se à produção de fluidos térmicos a temperaturas mais baixas. Este tipo de colector solar é construído por uma. cobertura transparente, uma placa absorvedora e uma caixa isolada, do ambiente exterior para evitar as perdas de calor por convecção/condução para o meio envolvente, A cobertura é constituída através de um vidro transparente incolor ou selective. Na. placa absorvedora, pintada de preto de forma a. absorver a maior parte da radiação solar incidente, esta conectada uma serpentina onde circula o fluido térmico. No interior da caixa do colector é mantida, uma atmosfera a uma temperatura muito elevada de forma, a reduzir as perdas de energia por convecção da placa absorvedora.

Os colectores parabólicos, normalmente designados por CPC, combinam as propriedades dos colectores planos, a capacidade de produzirem fluidos térmicos a temperaturas mais elevadas ; é apresentam rendimentos térmicos maís elevados do que os colectores planos. Este tipo de colector solar é também construído por uma cobertura transparente, uma superfície absorvedora, uma superfície reflectors e uma caixa isolada do ambiente exterior para evitar as perdas de calor por convecção para o meio envolvente, A cobertura neste tipo de colector é constituída através de ura vidro transparente incolor ou selective. A superfície absorvedora, constituída por uma. grelha de alhetas em forma de acento circunflexo e conectada a uma serpentina onde circula o fluido térmico:, .está colocada em cima da superfície ref lectora.. A captação solar realiza-se nas duas faces das alhetas, aumentado assim a temperatura do fluido térmico. No interior da caixa do colector, como foi verificado nos colectores planos, é mantida também uma atmosfera a uma temperatura muito elevada de forma a reduzir as perdas de energia por convecção da superfície absorvedora.

Os colectores de tubo de vácuo são constituídos geralmente através de tubos metálicos absorvedores colocados no interior de tubos de vidro transparente. Entre os tubos de vidro e os tubos metálicos é criado vácuo. Como a atmosfera de vácuo no interior dos tubos de vidro elimina as perdas de calor por convenção, este tipo de colector solar aumenta signi.fi cativamente a temperatura do fluido térmico em relação aos colectores planos e aos colectores parabólicos, A patente DE 20 2 008 004 965 UI, de 28 de Agosto de 2008, apresenta um: colector constituído através- de uma célula, fotovoltaica, colocada na parte de cima do mesmo, e inclui um enrolamento de tubos, onde é aquecido o fluido, colocado abaixo do nível da célula fotovoltaica. Neste caso, os tubos onde circulam o fluido não estão sujeitos a radiação solar e a única forma de aquecimento do fluido está associado ao calor libertado pela. célula fotovoltaica.

No entanto, na: presente inovação, quer o px'inclpio de funcionamento, quer a geometria, são diferentes da patente DE 20: 2008 o;C4 965 01, 0 sistema de mui ti ~ tubagens transparente, 2, conectado a montante ao tubo colector, 6, e a jusante do difusor longitudinal, 5, est.â localizado em cima do grupe de células fotovoltaícas, 1, e está sujeito dírectamente, quer ã radiação solar, quer à radiação reflect ida e emitida pelas células fotovoltaicas, 1, A patente CN2056986U, de 9 de Maio de 1990, apresenta um colector, localizado dentro de uma caixa, constituído através de um canal em forma de U, em que o fluido entra na parte de baixo e sai na parte de -cima.

No entanto, na presente inovação, quer o principio de funcionamento, quer a geometria, são diferentes da patente CN2056986U. O canal transparente plano, 3, está localizado a montante do canal transparente curvilíneo, 4, e a jusante do um difusor: longitudinal, 5. Por sua vez o canal transparente curvilíneo, 4, está conectado a um segundo difusor longitudinal, 5, e este por sua vez conectado ao sistema de muiti-tubagens transparente, 2. Por outro lado, na presents inovação o fluido, após entrar por cima, passa em primeiro lugar no canal transparente plano, 3, e, antes de sair por baixo, passa em segundo lugar no sistema de mui ti-tubagens transparente:, 2. A patente EP 2544246 AX, de 9 de Janeiro de 201.3, apresenta um colector, constituído através de células fotovoltaícas, colocada na parte de cima do mesmo, e incluí um enrolamento de tubos, onde é aquecido o fluído, colocado abaixo do nível da célula f-.atovalt.aica .·

No entanto, na presente inovação, quer o principio de. funcionamento, quer a geometria, à semelhança da patente DE 20 2008 004 965 01, são diferentes da patente CN2Q56986U,

De uma forma, geral, qualquer um destes co.lecr.ores, ou outro colector, e constituido através de um conjunto de condutas paralelas (onde o escoamento entra num dos lados e sai no outro lado) , onde ê efect.uado o aquecimento do fluido, e através de uma extremidade transparente e outra extremidade opaca <

No entanto, ;esta invenção apresenta um conjunto significativo de mats-valias, nomeadamente; * sistema vai e vem, onde o fluxo na entrada e na primeira parte do coleetor térmico, tubo eoleetor, 6, difusor longitudinal, 5, e um canal transparente plano, 3, tem a mesma direcção e sentido contrário do que a segunda parte e a salda do coleetor térmico., difusor longitudinal, 5, ura sistema de multi •• tubagens transparente, 2, e tubo coleetor, 6, Ou seja, o fluxo do f luido ;vai num sentido & numa direcção e vem no outro sentido e na mesma direcção; #. dupla radiação incidente, transmitida e reflect ida no sistema de: multi-tubagens transparentes, 2, e no canal transparente, 3, porque a radiação solar que incide, no coléctor térmico é absorvida no canal transparente, 3, é transmiti, da para o sistema de: multí- tubagens transparentes, 2, é absorvida no sistema de multi- tubagens transparentes, 2, e é transmitida para o grupo de células fotovoltaicas, 1. O grupo de células fotovoltaicas, i, por sua vez, refiecte e emite radiação: novamente para o sistema de multi-tubagens transparentes, 2, que absorve uma parte e transmite a outra parte novamente para o canal transparente, 3, Ou seja., o sistema de multí-tubagens transparentes, 2, e o canal transparente, 3, responsáveis principais peio aquecimento do fluído, estão sujeitos a uma dupla radiação i nciden te; « produção de energia eléctrica e emissão de energia térmica no interior do coleetor, através do grupo de célu 1 as totovo.11aicas, 1 • a utilização de uma réplica ou copia do próprio colector térmico, mas com dimensões maís reduzidas, colocada no interior do colector térmico principal, paraielamente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou copia têm a mesma direação, ou perpendicularmente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a direcções perpendiculares, aumenta o rendimento do colector térmico. 0 aquecimento do fluido através de um sistema vai e vem, de forma a aumentar o rendimento, é construído através de uma combinação entre canais transparentes e vários grupos de tubos transparentes colocados paralelamente e equidistantes.

Por outro lado o sistema multi-tubagens transparente, 2, está sujeito a. radiação dí recta vindo directamente da radiação solar e, por outro lado, está sujeito a radiação reflectiva e emitida vindo directamente do grupo de células fotovoltaicas, 1, 0 canal transparente, 3, construído através de duas superfícies paralelas e transparentes conectadas na envolvente, colocado na extremidade transparente do colector, é utilizado no pré-aquecimento do fluido quando ele ainda está frio. Desta forma consegue-se recuperar todo o calor que na prática é libertado para o exterior1 por convecção.

Este colector produz energia eléctrica no seu interior, através de um grupo de células fotovoltaicas, 1, reflects a radiação solar para o sistema. de multi-tubagens transparente, 2, e produz energia térmica que é libertada para o interior do colector, contribuindo para o aquecimento do ar interno do colector.

Finalmente, tendo em conta a perspective desenvolvida, a utilização de uma réplica ou cópia do próprio colector térmico, mas com dimensões mars reduzidas, colocada no interior do colector térmico principal, paralelaraente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a mesma dix~ecçâo, ou perpendicularmente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a dírecções perpendiculares, aumenta o rendimento do coleetor térmico.

Nesta perspective, a presente invenção apresenta xima nova metodologia que será utilizada no aumento do rendimento térmico neste tipo de colectores, em função das condições reais de funcionamento. 1*4 Descrição da Invenção e das Figuras A presente inovação trata de um coleetor termoelêetrico equipado com um sistema multi-tubagens e canal transparentes. Este coleetor ê constituído por um grupo de células £otovoltaicas, 1, um sistema de muiti-tubagens transparente, 2, um canal transparente plano, 3, um canal transparente curvilíneo, 4, difusor longitudinal, 5, e tubo coleetor, 6 (ver figura l). O grupo de células fotovoltaicas, 1, colocadas na base interior do coleetor termoelêetrico, incluem superfícies reflectoras e emissoras de radiação {ver figura 1}. O sistema de multi-tubagens transparente, 2, colocado na zona central do coleetor entre o grtapo de células fotovoltaicas, 1, e o canal transparente plano, 3, localizado a montante do tubo colector, 6, e a jusante do difusor longitudinal, 5, é construído através de um grupo de tubos transparentes colocados paralelamente e equidistantes (ver figura 2). O canal transparente plano, 3, colocado na extremidade transparente do colector, localizado a montante do canal transparente curvilíneo, 4, e a jusante do difusor longitudinal, 5, é construído através de duas superfícies paralelas planas e transparentes fechadas em duas extremidades (ver figura 3). 0 canal transparente curvilíneo, 4, localizado a montante de um difusor longitudinal, 5, e a jusante de um canal transparente plano, 3, é construído através de duas superfícies paralelas curvilíneas e transparentes fechadas em duas extremidades equipadas com elementos de separação (ver figura 4.) .; O difusor longitudinal, 5, com os elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados convergentemente quando o fluído passa de uma zona uniforme, canal transparente curvilíneo, 4, para uma zona não unifo.rme, sistema de multí-tubagens transparente, 2, ou um difusor longitudinal, 5, com os elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados divergentemente quando o fluído passa de uma zona não uniforme, do tubo colector, 6, para uma zona uniforme, do canal transparente plano, 3, é construído através de vários elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados justapostos, uns ao lado dos outros, no sentido longitudinal, com aberturas no sentido transversal (ver figura 5) ... 0 tubo colector, 6, localizado na entrada a montante do difusor longitudinal, 5, e na sarda a jusante do sistema de multi-tubagens transparente, 2, é construído através de um. tubo longitudinal ligado a vários tubos equidistantes colocados na perpendicular {ver figura 6}. A presente inovação, que trata de um colector termoelêctrico, é constituído por uma componente térmica e uma componente eléctrica. A componente térmica é constituída por um sistema de multi-tubagens transparente, 2, um canal transparente plano, 3, um canal transparente curvilíneo, 4, difusor longitudinal, 5, e tubo colector, 6, enquanto que a componente eléctrica é constituída por um grupo de células fotovoltaicas, 1, colocadas na base interior do colector termoelêctrico. A componente térmica deste tipo de colector, em que o desempenho pode ser duplicado ou até triplicado, foi desenvolvido para. que uma réplica ou copia do próprio colector térmico pudesse ser colocada no interior do colector térmico principal. Neste caso, no exemplo em que é considerada uma réplica ou cópia do próprio colector térmico no interior do colector térmico principal, o fluido proveniente do ambiente exterior entra no colector térmico principal exterior, passa do colector térmico principal exterior para a réplica ou cópia do colector térmico interior" e sai da réplica ou cópia do colector térmico interior para o ambiente exterior. No caso de serem considerados mais do que duas réplicas ou cópias do colector térmico, colocadas dentro do colector térmico principal, a filosofia ê similar ao exemplo apresentado.

No entanto, por exemplo no caso em que sâo consideradas uma réplica ou cópia do colector térmico colocado no interior do colector principal, a posição de funcionamento relativa do colector térmico exterior principal em relação à réplica ou cópia do colector térmico interior pode ser paralelamente (ver figura 7), quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a mesma direeção, ou perpendicularmente {ver figura 8), quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a direcções perpendiculares. 1.5 Descrição Pormenorizada da Invenção I.5.1 Introdução A presente invenção apresenta uma nova metodologia que será utilizada no aumento do rendimento térmico neste tipo de colectores, em função das condições reais de funeionamento.

Entre outras maís-valias, pode-se identificar um sistema vai e vem, uma dupla radiação incidente, transmitida e reflectida no sistema de multi-tubagens transparentes, 2, um canal transparente, 3, uma produção de energia eléctrica, uma emissão de energia térmica no interior do colector e a utilização de mais do que uma réplica ou cópia do colector térmico colocada dentro do colector térmico principal: 1 1 aquecimento do fluído no colector, através de um sistema vai e vem, de forma a aumentar o rendimento, nomeadamente, onde o fluxo na entrada e na. primeira parte do colector térmico, tubo colector, 6, difusor longitudinal, 5, e um canal transparente plano, 3, tem a mesma direeção e sentido contrário do que a segunda parte e a saída do colector térmico, difusor longitudinal, 5, um sistema de muiti-tubagens transparente, 2, e tubo colector, 6. Ou seja, o fluxo do fluido vai. num sentido e numa direeção e vem no outro sentido e na mesma direeção; • dupla radiação incidente, transmitida e refleetida no sistema de multi-tubagens transparentes, 2, e no canal transparente, 3, porque a radiação solar que incide no colector térmico é absorvida no canal transparente, 3, é transmitida para o sistema de multi-tubagens transparentes, 2, é absorvida no sistema de multí-tubagens traxisparent.es, 2, e é transmitida para o grupo de células fotovoltaícas, 1. 0 grupo de células fotovoltaícas, 1, por sua vez, reflecte e emite radiação novamente para o sistema de multi-tubagens transparentes, 2, que absorve uma parte e transmite a outra parte novamente para o canal transparente, 3. Ou seja, o sistema de multi~tubagens transparentes, 2, e o canal transparente, 3, responsáveis principais pelo aque c ímento do fluido, estâo sujei tos a uma dupla radíação incidente; • sistema: mui ti - tubagens t ranspa ten te, 2, sujeito a radiação directa vindo directamente da radiação solar e a radiação reflectiva vindo directamente do grupo de ..........................células fotovoltaicas ,......1;......................................................................................................................... • canal transparente, 3, utilizado no pré-aquecimento do fluido quando ele ainda está frio, recupera todo o calor que na prática seria libertado para o exterior por convecção, porque absorve toda as componentes da radiação, quer refleetida, quer emitida, no interior do colector; 1 1 produção de energia eléctrica e produção de energia térmica, através de um grupo de células fotovoltaícas, 1, que emite e reflecte a radiação solar e térmica para o sistema de multi-· tubagens transparente, 2, e para. o canal transparente, 3; • utilização de várias réplicas ou copias do colector térmico, colocadas dentro do colector térmico principal, umas colocadas no interior das outras, de forma a aumentar o rendimento do mesmo colector. A utilização de uma réplica ou cópia do próprio colector térmico, mas com dimensões mais reduzidas, colocada no interior do colector térmico principal, paralelamente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a mesma direcçâo, ou perpendicularmente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a. direcçôes perpendiculares, aumenta o rendimento do colector térmico, 1.5.2 Construção do colector A presente inovação trata de um colector termoeléctrico equipado com um sistema multi ·· tubagens e canal transparentes:, Bste colector é constituído por um grupo de células fotovoltaicas, 1, um sistema de multi-tubagens transparente, 2, um canal transparente plano, 3, um canal transparente curvilíneo,: 4, difusor longitudinal:, 5, e tubo colector, 6. O grupo de células fotovoltaicas, 1, colocadas na base interior do colector termoeiéctrico, incluem superfícies reflectoras e emissoras de radiação.

Este grupo de células fotovoltaicas, 1, para além da produção de energia eléetriea permite ainda, quer a produção de energia térmica, através da própria emissão, quer a reflexão da radiação solar incidente, O sistema de multi-tubagens transparente, 2, colocado na zona central do colector entre o grupo de células foto voltaicas ,· 1, e o canal transparente plano, 3, localizado a montante do tubo colecfcor, 6, e a jusante do difusor longitudinal, 5, é construído através de um grupo de tubos transparentes colocados para.1 e lamente e equi distantes·. A aplicação de tubos transparentes permite a passagem da radiação solar para o grupo de células fotovoltaicas, 1.

Poi' ouro lado, a colocação dos tubos paralelos e equidistantes, garante quer na primeira passagem da radiação solar dí recta, quer na segundei passagem da radiação solar reflectida pelo grupo de células fotovoltaicas, X, independentemente da altura solar t a absorção da energia por parte da água seja a maior possível. Finalmente, devido ao facto da passagem da água ser efectuada através de um sistema de multí- tubagens transparente, Ξ, permite um aquecimento da água progressivo e mais intensivo, aproveitando ao máximo todos os recursos energéticos disponiveis. O canal transparente plano, 3, colocado na extremidade transparente do colector, localizado a montante do canal transparente curvilíneo, 4, e a jusante do difusor longitudinal, 5, é construído através de duas superficies paralelas planas e transparentes fechadas em duas extremidades.

Este canal transparente, 3, permite numa primeira fase, o prê~aquecimento: da água através de calor que teoricamente seria perdido para o ambiente exterior através de convecção de calor. 0 canal transparente: curvilíneo, 4, localizado a montante de um difusor longitudinal, 5, e a jusante de um canal transparente plano, 3, é construído: através de duas superfícies paralelas eurvilíneas e transparentes fechadas era duas extremidades equipadas com elementos de separação.

Os elementos de separação são utilizados para facilitar a transição do escoamento, do canal transparente plano, 3, para o sistema de multi-tubagens transparente, 2. Estes elementos de separação permitem separar antecipadamente a quantidade de água que vai entrar no sistema de multi-tubagens transparente, 2, reduzindo consequentemente a per da. de carga associada. O difusor longitudinal, 5, com os elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados convergentemente quando o fluido passa de uma zona uniforme, canal transparente curvilíneo* 4·, : para uma. zona. não uniforme, sistema de multi-tubagens transparente, 2, ou um difusor longitudinal, 5, com os elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados divergentemente quando o fluido passa de uma zona não uniforme, do tubo colector, 6', para uma zona uniforme, do canal transparente piano, 3, é construído através de vários elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados justapostos, uns ao lado dos outros, no sentido longitudinal, com aberturas no sentido transversal.

Este difusor longitudinal, 5, apresentado na presente inovação, tem a capacidade aumentar o desempenho do colector térmico devido ao: facto de poder canalizar o escoamento, de uma zona uniforme para uma zona não uniforme, ou vice versa, com urna perda de carga mais reduzida. A. metodologia utilizada consiste era utilizar vários elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados justapostos·, uns ao lado dos outros, no sentido longitudinal, com aberturas no sentido transversal O tubo colector, 6, localizado na entrada a montante do difusor longitudinal, 5, e na sarda a jusante do sisterca de multi-tubagens transparente, 2, é construído- através de um tubo longitudinal ligado a vários tubos equidistantes colocados na perpendicular.

Este tubo colector, 6, que permite o transporte do fluido na entrada ou saída do colector, apresenta uma metodologia de baixa per da de carga. Esta metodologia, para além de consistir num tubo longitudinal ligado a vários tubos equidistantes colocados na perpendicular, apresenta uma curvatura de ligação pouco acentuada de forma a reduzir a. per da de carga. nestes obstáculos. 1.5.3 Utilização de multi-réplicas do colector térmico A presente inovação, que trata de um colector termoeléctrico, ; é constituído por uma componente térmica e uma componente eléctrica. A componente térmica é constituída, por um sistema de multi-tubagens transparente, 2, um canal transparente plano, 3, um canal transparente curvilíneo, 4, difusor longitudinal, 5, e tubo colector, 6, enquanto que a componente eléctrica é const! toa ida por um grupo de células fotovoltaicas, 1, colocadas na base interior do colector termoeléctrico. A componente térmica deste tipo de colector, em que o desempenho pode ser duplicado ou até triplicado, foi desenvolvido para que uma. réplica, ou cópia do próprio colector térmico pudesse ser colocada, no interior do colector térmico principal, beste caso, no exemplo em. que é considerada uma réplica ou cópia, o fluido proveniente do ambiente exterior entra no colector térmico principal exterior, passa do colector térmico principal exterior para o colector térmico interior (réplica ou cópia } e saí deste colector térmico interior para o ambiente exterior. No caso de serem considerados mais do que dois colectores, a filosofia é similar ao exemplo apresentado.

No entanto, por exemplo no cêtso em que sâo consideradas uma réplica o\i cópia do colector térmico colocado no interior do colector principal, a posição de funcionamento relativa do colector térmico exterior principal em relação à réplica ou cópia do colector térmico interior pode ser paralelamente, cfuando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a mesma dírecçao, ou perpendicularmente, quando o fluxo do permutador principal e a. réplica ou cópia têm a direcções perpendiculares. 1.5.4 Escoamento no interior do colector A entrada da agua no colector, proveniente do meio exterior, numa fase de pré-aquecimento, passa pelo tubo colector, 6, passa pelo difusor longitudinal, 5, passa peio canal transparente pla.no, 3, passa pelo canal transparente curvilíneo, 4, passa pelo sistema de mui ti-tubagens transparente, 2, e sai pelo tubo colector, 6, para o meio exterior.

Esta sequência permite um melhor aproveitamento dos recursos energéticos. No entanto, quando o valor da temperatura, da água. na entrada é ma. is elevado o pré-aquecimento da água pode ser suprimido. Assim sendo, neste tipo de situação a entrada da água no colector, proveniente do meio exterior, efectua-se direetamente no sistema de roulti-tubagens transparente, 2:, do tubo mais interior para o tubo mais exterior, e sai pelo tubo colector, 6, para o ........meio'' ext e ri or'......;

No entanto, quando são utilizadas várias réplicas ou cópias ^a; pa] (irí nf: tÁMím. tnlrirarfá 0.Hon t r\"N ,·-11 t" ,·'·.·>·' i- & r*m · principal, nomeadamente quando são utilizados dois colectores térmicos, a água que sai no colector térmico principal exterior, através do tubo colector, 6, entra na réplica ou cópia do colector térmico interior, através do tubo colector, 6 .

Na presente inovação, que funciona a partir de 'um processo vai e vem, o fluido tem uma primeira passagem no colector térmico através do canal transparente plano, 3, e uma segunda, passagem através do sistema de multi-tubagens transparente, 2. No entanto, quando é utilizado uma metodologia com mais do que uma réplica ou copia do colector térmico, o fluido apresenta ainda uma terceira passagem no colector térmico através do canal transparente plano, 3, e uma quarta passagem através do sistema de muit i- tubagens transparente, 2 . O sistema vai e vem, onde o fluxo na exit rada e na prima-ira parte do colector térmico, tubo colector, 6, difusor longitudinal, 5, e um canal transparente plano, 3, tem a mesma direcção e sentido contrário do que a saída e a segunda, parte do colector; térmico, difusor longitudinal, 5, u.m sistema de multi-tubagens transparente, 2, e tubo colector, 6. 1.5.5 Radiação no interior do colector A entrada da radiação solar no colector, proveniente do meio exterior, efectua-se através do canal transparente plano, 3, passa pelo sistema de multi-tubagens transparente, 2, e incide no grupo de células fotovo1taicas, 1. O grupo de células fotovoltaicas, 1, reflects a radiação snl λ r »·;> rari isfin do ctr\ i d<a rátilac f of-mrr> 1 r i raa 1, para o sistema de multi-tubagens transparente, 2, e para o canal transparente, 3.

No entanto, quando sáo utilizadas várias replicas do colector térmico, nomeadamente quando são utilizados dois colectores térmicos, a entrada da radiação solar no colector, proveniente do meio exterior, efectua-se através do canal transparente plano, 3, do colector térmico exterior, passa pelo canal transparente plano, 3, do colector térmico interior, passa pelo sistema de multi-tubagens transparente, 2, do colector térmico interior, passa pelo sistema de multi-tubagens transparente, 2, do colector térmico exterior e incide no grupo de células fotovoltaicas, 1. O grupo de células fotovoltaicas, 1, reflecte a radiação solar para o sistema de multi-tubagens transparente, 2, do colector térmico exterior e para o sistema de multi-tubagens transparente, 2, do colector térmico interior e emite o fluxo; radiaçtivo para o ambiente interior do colector,

Durante o Verão a altura solar é maior, enquanto que durante o Inverno a altura solar é menor. Durante a manhã e a tarde a altura solar ê menor, enquanto que durante o meio dia a altura solar é maior. Por outro lado, em função da latitude a altura solar pode ainda variar. Finalmente, a posição do colector, de uma posição completa.mente horizontal na varanda, até uma posição completamente vertical na fachada, passando por uma posição inclinada no telhado, pode influenciar o ângulo de incidência solar no sistema de multi-tubagens transparente, 2:.

Assim sendo, de forma ει garantir o melhor1 aproveitamento possível dos recursos energéticos, o afastamento entre os tubos e o número de tubos no sistema d.e mui ti - tubauens transparente, 2, pode ser controlado e ajustado numa fase de cons trução.

Por outro lado, por exemplo no caso era que são consideradas uma réplica ou cópia do coleetor térmico colocado no interior do coleetor principal, a posição de funcionamento relativa do coleetor térmico exterior principal em relação à réplica ou cópia do coleetor térmico interior, o afastamento entre os tubos no sistema de multi-tubagens transparente, 2, e o número de tubos no sistema de multi-tubagens transparente, 2, pode ainda ser ajustado igualmente para garantir o melhor aproveitamento possível dos recursos energéticas.

Faro, 24 de Fevereiro de 2017

Claims

REIVINDICAÇÕES 1 Colector termoeléctrico equipado com um sistema multi- tubagens e canal transparentes, caracterizado por um grupo de células fotovoltaicas, i, as quais incluem superfícies reflectoras e emissoras de radiação, um sistema de multi-tubagens transparente, 2, construído através de um grupo de tubos transparentes colocados paralelamente e equidistantes, um canal transparente plano, 3, construído através de duas superfícies paralelas planas e transparentes fechadas em duas extremidades, um canal transparente curvilíneo, 4, construído através de duas superfícies paralelas curvílíneas e transparentes fechadas em duas extremidades equipadas coro elementos de separação, difusor longitudinal, 5, cõnstruido através de varies elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados justapostos, uns: ao: lado dos outros, no sentido longitudinal, com aberturas no sentido transversal e tubo colector, 5, construído através de um tubo ; longitudinal ligado: a vários tubos equidistantes colocados na perpendicular.
2 Colector termoeléctrico equipado com ura sistema multí- tubagens e canal transparentes, de acordo com a reivindicação n.° 1, caracterizado por um grupo de células fotovoltaicas, 1, colocadas na base interior do colector termoeléctrico, as quais incluem superficies reflectoras e emissoras de radiação, 1 2 3 1 Colector termoeléctrico equipado com um si sterna multi- tubagens e canal transparentes, de acordo coro a reivindicação η, ° 1, caracterizado por um sistema de 2 multí-tubagens transparente, 2, colocado na. zona 3 central do colector entre o grupo de células fotovoltaicas, 1, e o canal transparente piano, 3, localizado a montante do tuba colector, 6, e a jusante do difusor longitudinal, 5, construído através de um grupo de tubos transparentes colocados paralelamente e equidistantes * 4 Colector termoelêctrico equipado com ura sistema raulti- tubagens e canal transparentes, de acordo com a reivindicação n.’ 1, caracterizado por um canal transparente plano, 3, colocado na extremidade transparente do colector, localizado a montante do canal transparente curvilíneo, 4, e a jusante do difusor longitudinal, 5, construído através de duas superfícies paralelas planas e transparentes fechadas em duas extremidades. 5 Colector termoelêctrico equipado com um sistema multi·· tubagens e canal transparentes, de acordo com a reivindicação η. * X, caracterizado por um canal transparente curvilíneo, 4, localizado a montante de um difusor longitudinal, 5, e a -jusante, de um canal transparente plano, 3, construído através de duas superfícies paralelas curvílíneas e transparentes fechadas em duas extremidades equipadas com elementos de separação. 1 1 Colector termoelêctrico equipado com um sistema multi- tubagens e canal transparentes, de acordo com a reivindicação n.° 1, caracterizado por um difusor l ong i tndina. 15, com os e i emen tes pr i smã t ic os irregulares trapezoidais colocados convergentemente quando o fluido passa de uma zona uniforme, canal transparente curvilíneo, 4, para uma zona nao uniforme, sistema de· muiti-tubagens transparente, 2, ou um difusor longitudinal, 5, com os elementos prismáticos i rregulares trape zoidals colocados divergenteroente quando o fluido passa de ama sona não uniforme, do tubo colector, 6, para uma zona uniforme, do canal transparente piano, 3, construído através de vários elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados justapostos, uns ao lado dos outros no sentido longitudinal, com aberturas no sentido transversal. 7 Colector termoeléctríco equipado com um sistema multi-tubagens e canal ti'ansparentes, de acordo com a reivindicação n. c- 1, eaxacterizado por um tubo colector, 6, localizado na. entrada a montante do difusor longitudinal, 5, e na saída a jusante do sistema de multi-tubagens transparente, 2, construído através de um tubo longitudinal ligado a vários tubos equidistantes colocados na perpendicular. 8 Colector termoeléctríco equipado com um sistema multi-tubagens e canal transparentes, de acordo com a reivindicação n. 1, caracterizado pelo facto de uma réplica ou cópia do próprio colector térmico, mas com dimensões mais reduzidas, constituído também por um sistema de mui ti- tubagens transparente, 2, um canal transparente plano, 3, um canal transparente curvilíneo, 4, difusor longitudinal, 5, e tubo colector, 6, poder ser colocada, no interior do colector térmico principal, paralelamente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a mesma direcçao, ou perpendicularmente., quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a direeções perpendiculares. 9 Processo de funcionamento do colector termoeléctrico, mencionado nas reivindicações anteriores, caracterízadc por: a) entrada da água proveniente, do meio exterior, numa fase de pré-aquecimento, pelo tubo colector, 6; b) passagem d.a água pelo difusor longitudinal, 5, pelo canal transparente, plano, 3, pelo canal transparente curvilíneo, 4, e pelo sistema de mul.fc.i--tubagens t ransparent e, Ξ ,* c} saída da água pelo tubo colector, 6, para © meio exterior. 10 Processo de funcionamento do colector termoeléctrico de acordo com a reivindicação n.9, caracterizado por: a) entrada da radiação solar no colector, proveniente do rneío exterior, através do canal transparente, 3; b} passagem da radiação solar peio sistema de multi-tubagens transparente, 2; c) incidência da radiação solar no grupo de células fotovoltaícas , 1; d) reflecçâo da radiação solar e emissão de radiação do grupo de células fotovoltaícas, 1, para o sistema de mui t i-1 ubagens t ransparente, 2; e) passagem, da radiação solar para o canal transparente, 3 .