PT666455E - Colector compacto de energia solar - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO “COLECTOR COMPACTO DE ENERGIA SOLAR” (01) A invenção consiste num colector compacto de energia solar cujo ponto mais importante reside em reunir na mesma caixa o próprio colector e o acumulador, que constitui a novidade evidente em relação a este tipo de colectores. (02) Tal tipo de colectores é conhecido como FR-A-2,598,150 que corresponde à introdução da reivindicação 1. Este documento francês descreve o colector compacto de energia solar, por meio do qual a mesma unidade reúne o colector e o acumulador alojados na mesma caixa. Porém, o aspecto mais importante deste colector é a sua forma hemisférica, que sendo embaraçosa, não conduz consequentemente a uma unidade muito compacta embora seja certamente muito dispendiosa. (03) O objecto da invenção é proporcionar um colector compacto de energia solar, que mesmo em dias de baixa radiação solar, não seja desperdiçado. Tal tipo de colectores, em conformidade com a invenção, é divulgada na reivindicação 1. (04) A ideia fundamental do sistema integrado é que dentro de uma única caixa, antes incluindo só o colector, e com somente um leve acréscimo na espessura, engloba também o acumulador que deve ter a forma externa similar a um paralelepípedo, e como aperfeiçoamento deve ser dividida por paredes para melhor resistir à pressão da água e deve além disso incorporar todos os acessórios normalmente apropriados para sistemas convencionais, tais como bombas termostatos diferenciais, sistemas de purgação e válvulas. (05) As vantagens oferecidas pelo sistema integrado são: (A) A primeira pode ser o seu rendimento, dado que estamos a lidar em primeiro lugar com uma economia de energia, não havendo desperdício da mesma devido à transferência entre o colector e o acumulador, sendo estas unidades ligadas por 1 pequenas peças de alguns centímetros, permanecendo submersas na maior parte do material isolante. Unidades normais tendem a ter alguns metros de tubo ascendendo para fora. Há também uma economia considerável de energia devido a não existir um acumulador externo de forma cilíndrica, que aparentemente desperdiça energia, sendo as perdas devidas a esta razão substancialmente reduzidas às do colector. (B) A segunda principal vantagem é o seu preço económico. Isto é devido ao facto de estar-mos utilizando somente uma única caixa para ambos o colector e o acumulador sendo parte do material isolante também montado nas paredes comuns. (C) Outra grande vantagem, e também a mais evidente à primeira vista, é a sua forma estética agradável. Um colector, assim como um painel fotovoltaico, podem emprestar uma perspectiva moderna, prática e circundante ao tecto da caixa, não sendo a mesma situação relativamente volumoso acumulador. (D) A maior vantagem sendo a montagem que é garantida na fábrica sendo só necessária a sua ligação à rede de distribuição de água. O utilizador final pode ele mesmo pô-lo operacional bastando somente liga-lo ao tubo de entrada de água e à rede de distribuição. (6) Para uma melhor compreensão da finalidade da invenção, um desenho é anexo a esta descrição da patente, na qual as seguintes peças principais estão referenciadas como exemplo: 1. Bomba 2. Painel fotovoltaico 3. Cobertura transparente 4. Material isolante 5. Acumulador dividido em forma de favo 6. Painel colector 7. Superfície selectiva 8. Braçadeira de montagem 9. Detector de nível 10. Aba ondulada 11. Válvula de sentido único 2 12. Torneira de saída de água 13. Modificador de calor (circuito primário) 14. Material isolante 15. Vaso de propagação 16. Saída de purgação 17. Válvula suplementar de circuito primário 18. Torneira de entrada de água 19. Circuito bi-estável com detector de nível de líquido 20. Caixa melhorada (07) Com o modo de construção exposto, a plataforma operacional progride da seguinte maneira: (08) A torneira da água entra dentro do acumulador dividido em forma de favo (5) através da torneira de entrada de água (18) e vem para fora via a torneira de saída da água (12) pronta para ser utilizada. A água enche o acumulador e, quando tenta passar através do circuito primário (13), deve ser retida pela válvula solenoide (17). Quando a radiação solar diminui na célula (2), deve então fornecer corrente eléctrica ao sistema electrónico bi-estável (1) que tem duas funções, a primeira a de utilizar somente um painel fotovoltaico para a bomba e a válvula solenoide e a segunda a de prevenir o funcionamento da bomba em seco, se o circuito primário não está abastecido de água, este circuito pode não somente ser construído usando a electrónica integrada, mas igualmente um simples circuito electromagnético. Quando o sensor (9) não estiver molhado, a primeira coisa que o circuito bi-estável deve fazer é conduzir o circuito eléctrico até à válvula solenoide, que deve então abrir e deixar passar a água através do circuito primário, reunindo o painel colector (6), o modificador de calor (13), a bomba (1), o vaso de propagação (5), a válvula de sentido único (11), e a válvula solenoide suplementar (17), (esta pode também ser a válvula movimentada por flutuação). Quando a água enche o circuito primário deve então alcançar o detector de nível (9) e o bi-estável (1) devendo cortar da corrente eléctrica o funcionamento da bomba. Tal como explicamos, existe agora radiação solar, a água dentro do colector (6) deve aquecer devido ao bem conhecido efeito estufa e ao mesmo tempo a célula (2) deve então produzir corrente eléctrica para fazer circular a água porquanto não obstante o sistema deve também funcionar por convecção, a bomba (1) deve aperfeiçoar consideravelmente o seu rendimento, funcionando esta a uma rapidez proporcional à quantidade de radiação solar. Se os raios solares estão fortes, a água aquece consideravelmente e a bomba, visto receber do painel fotovoltaico mais corrente eléctrica, transfere-o mais rapidamente para o acumulador, do que o teria feito se a radiação fosse menor, sendo isto a causa, a bomba movimenta-se a velocidade reduzida permitindo um tempo mais longo para a temperatura da água subir. Outra função importante da bomba (1) é abrir a válvula de sentido único (11), e esta quando não trabalha durante a noite, não inverte a fluência da convecção visto a mesma estar fechada com segurança, uma vez que o retomo da pressão da convecção deverá ser somente de alguns miligramas/cm , o que é insuficiente para um mecanismo seguro. (09) A operação de transferência da energia do colector para o acumulador é absorvida através da bomba, e tal como noutro sistema convencional, o seu objectivo é conservar a água quente dentro do acumulador rodeado pelo necessário material térmico isolante. A forma da superfície plana do acumulador de água quente é melhorada, assemelhando-se à de um paralelepípedo obtuso, visto ser fabricado utilizando pequenas superfícies cilíndricas, compartimentos esféricos divididos em forma de favo com paredes planas, tendo como finalidade principal a de resistir a pressões sem aumentar a densidade do material. A teoria do modelo é reduzida ao facto de qualquer elemento deste, incluindo as paredes, estar sujeito somente a forças de tracção simples, e não a forças curvadas ou combinadas. (10) Quando a água se espalhar no circuito primário, o vaso de propagação (15) deverá então dilatar-se dentro do circuito, nos limites estabelecidos através da temperatura fluida, voltando então à sua posição inicial no final da dilatação. (11) Descrevemos previamente a operação da circulação proporcional forçada ao nível da radiação solar. A grande vantagem mais eminente que já conhecemos, é a bomba que começa em cima e cessa em baixo por intermédio de um termostato diferencial, sendo a situação ideal se a temperatura diferencial não estiver suficientemente elevada, o que deverá ser entre 2 e 5 graus centígrados, para que a bomba comece em cima, o sistema assim demonstrado, deve agir deste modo quando a radiação solar tiver um valor insignificante para o aquecimento elevado da água, e controlar 4

igualmente a circulação da bomba. Utilizando o sistema termostato diferencial convencional, estão perdidos grande número de dias de reduzida radiação solar visto a mesma não ter atingido o limiar diferencial previamente estabelecido, a energia nos dias nublados sendo mais importante, visto não haver problemas nos dias de radiação total. (11) Outros melhoramentos relativamente ao que já é disponível no circuito primário automático de abastecimento de válvulas, é que as mesmas trabalham sob pressão fluida, sendo deste modo necessário que o circuito fluido resista a um certo nível de pressão, sendo neste caso necessário ter uma certa espessura de parede no sistema, em razão da existência de um detector eléctrico de nível líquido, a invenção, deve também parar o abastecimento quando o nível de líquido tenha alcançado o sensor, quer dizer, quando está realmente abastecido, podendo deste modo o circuito ser aberto para a atmosfera, e a outra vantagem sendo que a válvula solenoide é alimentada por uma célula fotovoltaica, devendo esta trabalhar automaticamente e sempre que o sol brilha, o contrário não sendo necessário. (13) Outra novidade permitindo um grande melhoramento além do que já é conhecido indubitavelmente em níveis principais, é a integração para um só painel solar, da bomba de circulação e abastecimento automático, para um sistema bi-estável, com prioridade de abastecimento, de modo que se o circuito não tiver água, a bomba não se movimenta seca e sempre que estiver abastecida, devendo a corrente eléctrica fotovoltaica, circular para a bomba contanto que haja radiação solar. (14) Finalmente, a aba ondulada (10) que incorpora o colector deverá ser substancialmente melhorada, visto a anterior estar solidamente junta à placa nas dobras sucessivas, impedindo-a de virar, comportando em razão do seu modelo, um aro fechado após ser ligado à placa exterior, em vez da interior, quando não estiver acessível. (15) No primeiro tipo de aba ondulada, se a junção for omitida o colector é neste caso inútil, não sendo o caso no acima descrito, visto que é somente necessário substituir o aro fechado. 5

Lisboa, 27 de Janeiro de 2000

Pela Requerente ^ O Agente Oficial

Gonçalo da Cunha Ferrfíté ilu do Agente_QJi€ioH^a\ Proprigáarirnn§ug(riel

R. D. João V, 9-2° dK0.i9>a i kfihA 6

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Um colector compacto de energia solar, no qual estão integrados um painel (6) do colector e um acumulador (5) numa unidade de conjunto, unidade essa que tem na sua parte superior uma cobertura (3) transparente fixa pelas suas extremidades, que está também unida interiormente ao acumulador (5) munido de uma entrada (18) de água e de uma saída (12), bem como de um modificador de calor, o qual está munido de uma válvula (11) de passagem única, ligada por uma extremidade a uma bomba (1) e a um painel (6) do colector, enquanto a outra extremidade está unida ao painel do colector, o modificador (13) de calor, a válvula (11) de passagem única e o painel (6) do colector formando um circuito primário, o resto do interior da unidade de conjunto estando preenchida de material isolante (4, 14), caracterizado por a cobertura (3) transparente fixa pelas suas extremidades utilizando uma braçadeira (8) de montagem e um painel fotovoltaico (2), o dito acumulador (5) está coberto e dividido por paredes verticais, a outra extremidade referida do modificador (13) de calor está munida da dita válvula (11) de passagem de calor de uma saída (1) de engastar unida ao painel (6) do colector que tem uma forma plana, a bomba(l) alimenta-se de corrente eléctrica produzida por um painel fotovoltaico (2) e trabalha a uma velocidade proporcional à quantidade de raios solares, estando a dita cobertura (3) munida do painel fotovoltaico (2) o qual está ligado a um circuito bi-estável (19) com um detector (9) do nível de líquido de que o colector (6) está munido, estando o circuito (19) igualmente ligado a uma válvula (17) de abastecimento do circuito primário que liga o mesmo a uma ramificação do acumulador (5) coberto e cuja ramificação termina num reservatório (15) de expansão (15) adaptado a uma saída (16) de purificação do circuito primário.
2. 2. Um colector compacto de energia solar conforme à reivindicação 1, caracterizado por a dita cobertura transparente (3) ter uma forma ondulada. 1 Lisboa, 27 de Janeiro de 2000 Pela Requerente O Agentg_Qficial

   Gonçalo dê Cunha Ferrgi Adj^&to-^õ'75geB{e_£ Proprie JudU V, V-'ZU dt.u- I2Ò0 2