PT107491B

PT107491B - Colector termoeléctrico equipado com um sistema multi-tubagens e canal transparentes

Info

Publication number: PT107491B
Application number: PT107491A
Authority: PT
Inventors: Zeferino Encarnação Da Conceição Eusebio
Original assignee: Univ Do Algarve
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2018-01-11
Also published as: PT107491A1; 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 ura sistema mui titubagens e canal transparentes

1.1 Domínio Técnico da Invenção, Epígrafe da Invenção,

A presente inovação trata de um colector termoeléctrico equipado cora transparentes.

um sistema.

mui ta-tubagens e canal

Este colector é constituído por um grupo de células fotovoltaicas, 1, as quais incluem superfícies reflectoras e emissoras de radiação, um sistema de muiti-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 pianas e transparentes fechadas em duas extremidades, um canal transparente curvilíneo, 4, construído através de duas superfícies paralelas curvilíneas 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 .do longitudinal, com aberturas nc sentido transversal, e tubo colector, 6, construído através de um tubo longitudinal ligado a vários tubos equidistantes colocados na perpendicular.

Uma. réplica, ou copia do próprio colector térmico, mas com dimensões raais 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 direcção, ou perpendicularmente, quando o fluxo do

I 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 multí-tubagens e canal transparentes. Este colector é constituído por um grupo de células fotovoltaicas, 1, um sistema de multí-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.

O sistema de multí-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, S, 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 curviiineas e transparentes fechadas era duas extremidades equipadas com elementos de separação.

O difusor longitudinal, 5, com os eleraentos 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 divergentemente quando o fluído passa de unia 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 ·>

fotovoitaicas são utilizadas na conversão da radiação solar em energia eléctrica e, ao mesmo tempo, libertam calor.

fluidos térmicos, mais

lisponíveis para	aquecimento	de
ut i1í zados no	mercado, são	os
ore s pa r abõ 1 i.cos	e coiectores	de

tubos de vácuo.

uma caixa isolada, do ambiente as perdas de calor por colector plano é o mais 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 exterior para evitar convecção/condução para o meio envolvente, A cobertura é constituída através de um vidro transparente incolor ou selectívo. 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 coiectores parabólicos, normairaente designados por CPC, combinam as propriedades dos coiectores planos, a capacidade de produzirem fluidos térmicos a temperaturas mais elevadas e apresentam rendimentos térmicos mais elevados do que os coiectores planos. Este tipo de colector solar é também construído por uma cobertura transparente, uma superfície absox*vedora, uma superfície reflectora 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 um vidro transparente incolor ou selectívo, A superfície absorvedora, constituída por uma. grelha de alhetas em forma de acento circunflexo e conectada a uma serpentina onde circula, o fluído térmico, .está colocada .em cima da superfície reflectora.. 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 signíficativamente a temperatura do fluido térmico em relação aos colectores planos e aos colectores parabólicos,

A patente DE 2.0 2 008 004 965 111, 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 fluído, colocado abaixo do nível da célula fotovoltaica. Neste caso, os tubos onde circulam o fluído não estão sujeitos a radiação solar e a única forma de aquecimento do fluído está associado ao calor libertado peia, célula fotovoltaica.

No entanto, na presente inovação, quer o princípio de funcionamento, quer a geometria, são diferentes da patente DE 20 2008 004 985 UI. 0 sistema de multi-tubagens transparente, 2, conectado a montante ao tubo colector, 6, e a jusante do difusor longitudinal, 5, est.â localizado em cima do grupo de células fofcovoltaicas, 1, e está sujeite dírectamente, quer ã radiação solar, quer à radiação refiectida 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 CN2056.986U. 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 multi-tubagens transparente, 2. Por outro lado, na presenta 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 multi-tubagens transparente, 2,

A patente EP 2544246 AI, de 9 de Janeiro de 201.3, apresenta um colector, constituído através de células fotovoltaícas, colocada na parte de cima do mesmo, e inclui um enrolamento de tubos, onde, ê aquecido o fluído, colocado abaixo do nível da célula fotovoltaica,

No entanto, na presente inovação, quer o principio de. funcionamento, quer a geometria, ã semelhança da patente DE 20 2008 004 965 Ui, são diferentes da patente CN2056986U.

De uma forma, geral, qualquer um destes colectores, ou outro colector, e constituído através de um conjunto de condutas paralelas (onde o escoamento entra num dos lados e sai no outro lado), onde é efectuado o aquecimento do fluido, e através de uma extremidade transparente e outra extremidade opaca <

$Q: entanto, esta invenção apresenta um conjunto significativo de mais-valias, nomeadamente:

* sistema vai e vem, onde o fluxo na entrada e na primeira parte do oolector térmico, tubo colector, 6, difusor longitudinal, 5, e um canal transparente plano, 3, tem a mesma direcção e sentido contrário do que a segunda parte e a saída do colector térmico, difusor longitudinal, 5, um sistema de mui ti“tubagens transparente, 2, e tubo colector, 6. Ou seja, o fluxo do fluido vai num sentido e_: numa direcção e vem no outro sentido e na mesma direcção;

-vida	no	sistema de	multi-
, e	é	transm.it ida	para, o
icas,	1.	0 grupo de	células

refiecte e emite dupla radiação incidente, transmitida e reflectída no sistema de muiti-tubagens transparentes, 2, e no canal transparente, 3, porque a radiação solar que incide no colector térmico é absorvida no canal transparente, 3, é tra.nsm.it ida para o sistema de mui ti- tubagens transparentes, 2, é ab:

tubagens transparentes, grupo de células fotovoltaicas, 1 fotovoltaicas, 1, por sua vec, 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 aquecimento do fluído, estão sujeitos a uma dupla radiação i nc i den t e;

« produção de energia eléctrica e emissão de energia térmica no interior do colector, através do grupo de c é .1 u 1 a s f ό t o vo .11 a i c a s, 1 • a utilização de uma réplica ou copia do próprio colector térmico, mas com dimensões maís reduzidas, 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	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 dírecta vindo directamente da radiação solar e, por outro lado, está sujeite a radiação reflectiva e emitida vindo directamente do grupo de células fotovoltaicas, 1.

O 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 pratica é libertado para o exterior por convecção.

Este colector produz energia eléctrica no seu interior, através de um grupo de células fotovoltaicas, 1, reflecte 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 perspectíva desenvolvida, 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 dírecção, ou perpendicularmente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a dírecções perpendiculares, aumenta o rendimento do colector térmico.

Nesta perspectíva, 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 funcionamento.

1,4 Descrição da Invenção e das Figuras

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' (ver figura 1) .

O grupo de células fotovoltaicas, 1, colocadas na base interior do colector termoeléctrico, incluem superfícies ref.lect.oras e emissoras de radiação (ver figura 1} .

O sistema de multi-tubagens transparente, 2, colocado na zona central do colector entre o grupo de células fotovoltaicas, 1, e o ca.na'1. 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 figure-; 3).

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 uniforme, sistema de multi-tubagens transparente, 2, ou um difusor longitudinal, S, 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 f ígura 5) .

tubo colector, 6, localizado na entrada a montante do difusor longitudinal, 5, e na saída 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 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 constituída 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 pudes.se 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 são 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 ã 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

1.5»1 Introdução

A presente invenção apresenta uma nova metodologia que será utilizada no aumento do rendimento térmico neste tipo de coiectores, em função das condições reais de funcionamento.

Entre outras mais-valias, pode-se identificar um sistema vai e vem, uma dupla radiação incidente, transmitida e reflectida no sistema de multí-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:

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 longitudinal, 5, um sistema transparente, 2, e tubo colector, do fluido vai. num sentido e numa outro sentido e na mesma direeção;

térmico, difusor de mu11 i-tubagens

6. Ou seja, o fluxo direeção e vem no dupla radiação incidente, transmitida e reflectída 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 multítubagens transparentes, 2, e é transmitida para o grupo de células fotovoltaicas, 1. O grupo de células fotovoltaicas, 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 aquecimento do fluido, estão sujeitos a uma dupla radiação incidente·;· sistema muiti-tubagens transparente, 2, sujeito a radiação directa vindo directamente da radiação solar e a radiação reflectiva vindo directamente do grupo de cêlu 1as fot ovo1tai c as, 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 reflectída, quer emitida, no interior do colector;

produção de energia eléctrica e produção de energia térmica, através de um grupo de células fotovoltaicas, i, que emite e reflecte a radiação solar e térmica para o sistema de mui ti-tubagens transparente, 2, e para, o canal transparente, 3;

utilização de várias réplicas cu cópias 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 dírecção, ou perpendicularmente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a. dírecções 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, Este colector é constituído por um grupo de células fotovoltaicas, 1, um sistema de muiti-tubagens transparente, 2, um canal transparente plano, 3, um canal transparente curvilíneo, 4, difusor longitudinal, 5, e tubo colector, 6.

Este grupo de células fotovoltaicas, 1, para além da produção de energia eléctrica permite ainda, quer a produção de energia térmica, através da própria emissão, quer a reflexão da radiação solar incidente.

O sistema de multí-tubagens transparente, 2, colocado na zona 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 paraielamente e egui dlstantes.

A aplicação de tubos transparentes permite a passagem da radiação solai para o grupo de células fotovoltaicas, 1. Por ouro lado, a colocação dos tubos paralelos e equidistantes, garante quer na primeira passagem da radiação solar dírecta, quer na segundei passagem da radiação solar reflectida pelo grupo ue células fotovoltaicas, 1, independentemente da altura solar, 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 multi- tubagens transparente, 2, permite um aquecimento da agua progressivo e maís intensivo, aproveitando ao máximo todos os recursos energéticos disponíveis.

canal transparente colocado na e x t. r em i dade t ransparente t ransparent e longítudínal do colector, localizado curvilíneo, 4, e a 5, é construído através paralelas planas e transparentes extremidades.

a montante do canal jusante do difusor de duas superfícies fechadas em duas

Este canal transparente, 3, permite numa primeira fase, o pré-aquecimento da água através de caloi' que teoricamente seria perdido para o ambiente exterior através de convecção de calor.

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.

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 agua que vai entrar no sistema de multitubagens 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 nao 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.

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 uma perda de carga mais reduzida. A metodologia utilizada consiste em 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 saída a jusante do sistema 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 perda 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. perda 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 e constituída, por um sistema de multi···tubagens transparente, 2, um canal transparente plano, 3, um canal transparente curvilíneo, 4, difusor longitudinal, S, enquanto que a componente eléctrica é grupo de células fotovoltaícas, 1, interior do colector termoeléctrico.

e t ubo o o1ec tor, 6, constituída por um colocadas na base

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, Neste 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

J7 de serem considerados mais do que dois colectores, a filosofia é similar ao exemplo apresentado.

No entanto, por exemplo no caso em que são 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, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a mesma dírecçâo, 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 água no colector, proveniente do meio exterior, numa fase de pré-aquecimento, passa pelo tubo colector, 6, passa pelo difusor longitudinal, 5, passa pelo 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 mais elevado o préaquecimento da água pode ser suprimido. Assim sendo, neste tipo de situação a entrada da ãgua no colector, proveniente do meio exterior, efectua-se. directamente. no sistema de multi-tubagens transparente, 2, do tubo mais interior para o tubo mais exterior, e sai pelo tubo colector, 6, para o meio exterior.

No entanto, quando são utilizadas várias réplicas ou cópias do colector térmico, colocadas dentro do colector térmico nomeadamente quando são utilizados dois térmicos, a agua que saí no colector térmico exterior, através do tubo colector, 6, entra na. cópia do colector térmico interior, através do principal, colectores principal réplica ou tubo colector, G.

Na presente, inovação, que funciona, a partir de um processo vai e vem, o fluído tem uma. primeira passagem no colector térmico através do canal transparente plano, 3, e uma segunda, passagem através do sistema de muiti-tubagens transparente, 2. No entanto, quando é utilizado uma metodologia com mais do que uma réplica ou cópia do colector térmico, o fluído apresenta ainda, uma terceira passagem no colector térmico através do canal transparente plano, 3, e uma quarta passagem através do sistema de muit i- t ubagens transparente, 2 , sistema vai e vem, onde o fluxo na entrada e na primeira parte do colector térmico, tubo colector, 6, difusor longitudinal, 5, e um canal transparente plano, 3, temi a mesma direcção e sentido contrário do que a saída e a segunda parte do colector térmico, difusor longitudinal, 5, u.m sistema de mui ti- tubagens transparente, 2, e tubo colector, G.

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 transparente, 2, f o t ovo 11. a i c a s, 1.

peio sistema e incide no de muiti-tubagens grupo de células

O grupo de células fotovoltaicas, I, reflecte a radiação solar e emite a radiação do grupo de células fotovoltaicas,

1, para o sistema de muiti-tubagens transparente, 2, e para o canal transparente, 3.

No entanto, quando sáo utilizadas várias replicas do colector térmico, nomeadamente quando são utilizados dois coiectores 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 peio sistema de multitubagens transparente, 2, do colector térmico interior, passa pelo sistema de multi-tubagens transparente, 2, do colector térmico exterior e incide no grupo de células fotovoitaicas, 1.

O grupo de células fotovoitaicas, 1, reflecte a radiação solar para o sistema de multi-tubagens transparente, 2, do colector térmico exterior e para o sistema de multitubagens transparente., do colector térmico interior e emite o colector.

fluxo radiactivo para o ambiente interior do

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 é 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 de até posição do colector, horizontal na varanda, uma posição completa.mente 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 a garantir o melhor aproveitamento possível dos recursos energéticos, o afastamento entre os tubos e o numero de tubos no sistema de multi-tubaaens ajustado numa fase pode ser controlado e transparente, 2, de cor.s tr ução,.

Por outro lado, por exemplo no caso em que são 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, o afastamento entre os tubos no sistema de muiti-tubagens transparente, 2, e o numero de tubos no sistema de multitubagens transparente, 2, pode ainda sei' ajustado igualmente para garantir o melhor aproveitamento possível dos recursos energéticos.

Faro, 24 de Fevereiro de 2017

Claims

REIVINDICAÇÕES

Colector termoeléctrico equipado com um sistema multitubagens e canal transparentes, caracterizado 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 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 curvilíneas e transparentes fechadas em duas extremidades equipadas coro 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 colector, 6, construído através de um tubo longitudinal ligado a vários tubos equidistantes colocados na perpendicular.

Colector termoeléctrico equipado com um sistema multitubagens 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 superfícies reflectoras e emissoras de radiação.

central do colector

Colector termoeléctrico equipado com um sistema multitubagens e canal transparentes, de. acordo com a reivindicação n, ~ 1, caracterizado por um sistema de multi-tubagens transparente, 2, colocado na zona o grupo de células ent r e fotovoltaicas, 1, e o canal transparente plano, 3, localizado a montante do tubo colector, 6, e a jusante do difusor longitudinal, 5, construído através de um grupo de tubos transparentes colocados paralelamente e equidistantes ,
4 Colector termoeléctrico equipado com um sistema, multitubagens e canal transparentes, de acordo com a reivindicação n .' 1, caraeterízado por um canal transparente plano, 3, colocado na extremidade transparente do colector, localizado a montante do canal transparente, curvilíneo, 4, e a jusante do

d i f u s o r 1 ong i tud ina 1, > · s 5, construído através de duas super £ í e i e s para1e1as planas e transparentes fechadas em duas extremidades.

Colector termoeléctrico equipado com um sistema multitubagens e canal transparentes, de acordo com a reivindicação n. ’ 1, caraeterízado 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 curvilíneas e transparentes fechadas em duas extremidades equipadas com elementos de separação.

tubagens e canal reívi nd i cação n.° I ong i. tud í na 1, 5 ,

Colector termoeléctrico equipado com um sistema multitransparentes, de acordo com a 1, caraeterízado por um difusor 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 dívergentemente quando o fluido passa de uma zona não uniforme, do tubo colector, 6, para uma zona uniforme, do canal transparente plano, 3, construído através de vários elementos prismáticos irregulares trapezoidais colocados justapostos, uns ao lado dos outros, no sentido longitudinal, com aberturas no sentido transversal.

Colector termoeléctrico equipado com um sistema multitubagens e canal transparentes, de acordo com a reivindicação η. “ 1, caracterizado 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.

iolector termoeléctrico equipado com um dimensões mais reduzidas, consti sistema de muiti - tubagens transparente,

n um sistema mui t r — de acordo com a. pelo facto de uma sr térmico, mas com ido também por um

t ranspa rente curví1ineo, colector, 6, plano, 3 4, difusor um canal longitudinal, poder ser colocada, no z, um canal transparente 5, e tubo interior do colector térmico principal, pa.ralelamente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia vêm a mesma dírecção, ou perpendicularmente, quando o fluxo do permutador principal e a réplica ou cópia têm a dírecções perpendiculares.
9 Processo de funcionamento do colector termoeléctrico, mencionado nas reivindicações anteriores, caracterízado por:

a) entrada da agua proveniente do meio exterior, numa fase de pré-aquecimento, pelo tubo colector, 6;

b) passagem da água peio difusor longitudinal, 5, pelo canal transparente piano, 3, pelo canal transparente curvilíneo, 4, e pelo sistema de multi-tubagens t rans pa r en t e, 2?

c) saída da água pelo tubo colector, 6, para o meio exterior.
10 Processo de funcionamento do colector termoeléctrico de acordo com a reivindicação n.^c 9, caracterízado por:

a) entrada da radiação solar no colector, proveniente do meio exterior, através do canal transparente, 3 ,b) passagem da radiação solar peio sistema de multitubagens transparente, 2;

c) incidência da radiação solar no grupo de células fotovoltaicas , 1;

d) reflecçâo da radiação solar e emissão de radiação do grupo de células fotovoltaicas, 1, para o sistema de multi-tubagens transparente, 2;

e) passagem, da radiação solar para o canal transparente.