WO2012032194A1 - Colector solar - Google Patents

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WO2012032194A1
WO2012032194A1 PCT/ES2010/000372 ES2010000372W WO2012032194A1 WO 2012032194 A1 WO2012032194 A1 WO 2012032194A1 ES 2010000372 W ES2010000372 W ES 2010000372W WO 2012032194 A1 WO2012032194 A1 WO 2012032194A1
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WO
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fluid
solar collector
tube
membrane
panel
Prior art date
Application number
PCT/ES2010/000372
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English (en)
French (fr)
Inventor
José Enrique GÓMEZ-GIL MIRA
Original Assignee
Compagnie D'energies Renouvelables Sa
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/30—Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/72—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the tubular conduits being integrated in a block; the tubular conduits touching each other
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Definitions

  • the invention refers to a solar collector that brings to the state of the art several advantages and novelty features, which will be described in detail below, which represent an improved alternative to already known in the current state of the art.
  • the object of the invention is centered on a flat-type solar collector conventionally formed by a plurality of conduits through which a fluid that heats when the solar radiation strikes circulates, which has the peculiarity of having an innovative structural design that, among other peculiarities, presents the one of having a fluid inlet from the top in which an inner membrane is disposed that, advantageously, allows to regulate the circulation of the fluid through the ducts of its interior, which allows to adapt it to the pressures and conditions of solar radiation, and therefore, optimize the system.
  • the field of application of the present invention is part of the industry sector dedicated to the manufacture of solar collectors or collectors, particularly those of flat type, intended to convert solar radiation into thermal energy and use it for heating and ACS supply
  • a solar collector is a device designed to collect solar radiation to convert it into energy, there are two large groups, the low temperature, used in domestic heating and ACS systems, and the high temperature to produce electricity.
  • the flat ones generally formed by a flat metal box protected by a glass and through which a fluid that is heated as it passes through the panel circulates
  • those of vacuum tubes in which, generally, the pickup surface is isolated from the outside by a double glass tube that creates a vacuum chamber
  • the collector of the invention being here within the group of the flat type and presenting several advantages and novelty features compared to what is already known in the market.
  • the flat-type solar collectors that exist on the market are constructed of polymers or metal, being formed by a metal structure covered by a protective crystalline layer. These collectors must be oriented according to the hemisphere in which they are installed and must be placed in an inclined position of at least 45 degrees.
  • REPLACEMENT SHEET (Reela 26) water intake duct and a duct through which the fluid to be heated leaves the collector.
  • the solar collector In its lower part, likewise, the solar collector has a reservoir that, through conduits provided for this purpose, receives said fluid and, by the thermosiphon principle, lifts it towards its outlet, which is located in the upper part.
  • the solar collector that the present invention proposes is configured as a remarkable novelty within its field of application, since, as noted above, unlike what is already known in the market, it has a regulating membrane at the entrance of fluid that allows to expand or reduce the number of ducts that it travels to adapt it as appropriate in each case, depending on the existing radiation pressures and conditions.
  • a flat-type solar collector that, conventionally, is constituted by a panel comprising a series of conduits through which a fluid circulates (for example water, being able to be any other suitable for such use), whose specific oval section design allows to optimize its operation by thermosiphon.
  • Said panel comprises three distinct layers:
  • a first layer or top layer which constitutes the solar radiation receiving surface, which is formed by a transparent polycarbonate sheet or pigmented resins and covered with a protective layer against ultraviolet rays to prevent deterioration of the receiving layer itself as of the lower layers that are under it.
  • the walls of this upper layer also have an alternately concave and convex design, with the aim of maximizing the concentration of the solar radiation collected on the surface.
  • a second layer or intermediate layer which is constituted by the conduits through which the fluid circulates, the existence of a closed air chamber located between the upper layer and the intermediate layer of conduits, which acts as an asilant, preventing the solar radiation bounces on contact with the intermediate layer.
  • the fluid conduits are made of semi-transparent polycarbonate or pigmented resins with special dyes to increase solar absorption, and adopt an oval section configuration, thus maximizing the use of radiation.
  • a last layer or lower layer whose mission is to retain solar radiation and insulate the plate from heat losses, also serving to solidly support the fluid conduits and stiffen the assembly.
  • This lower layer incorporates a piece of high density black polyurethane, which absorbs the accumulated heat and acts as an insulator and closure against any escape of heat and, therefore, of energy.
  • the described panel is preferably constructed of two pieces of polycarbonate or pigmented resins and a piece of high density polyurethane that make up the aforementioned layers thereof, that is, comprising a series of ducts formed by transparent or partially transparent walls, with one, alternatively concaque / convex upper part that receives solar radiation and a lower part that serves as the base.
  • the manifold incorporates two tubes or manifold, that is, a system by which fluids from various sources are collected and collected.
  • Said tubes which are cylindrical, are connected to the fluid circulation ducts of the intermediate layer of the panel, coupling to them by its longitudinal part, and have the mission of giving input and output to said fluid, giving direction and regulating the time of interaction with the manifold, as well as avoiding internal overpressure, forming both manifolds together with the intermediate layer (oval layer) a single piece of polycarbonate or pigmented resins.
  • the fluid inlets or outlets provided at the lateral circular ends of the upper tube are arranged offset in the lower part thereof, which allows the permanent creation, in the upper part of the interior of said upper tube, of an air chamber to allow the expansion of the internal fluid in case of freezing or overheating, avoiding if possible mechanical failures or breakage due to internal overpressure of the collector.
  • Said arrangement is achieved by incorporating at said ends of the upper tube some external connectors that, in addition to being intended to increase the efficiency of the collector by reducing its openings 2 "to 3/4" or 1/2 "have an offset from its hole towards the lower part with respect to the central axis of the tube, thereby allowing the position of the panel to vary up to 90 degrees from a completely horizontal position to a completely vertical position without said protection chamber ceasing to exist.
  • both upper and lower tubes are integral part of the panel being made with the technique of over-molding by means of a plastic injection system, so that they form an integral extension of the intermediate plate itself.
  • the upper tube taking into account, unless otherwise indicated, that the terms above and below or “upper” and “lower” refer to the usual inclination arrangement of the solar collectors, and that as stated, it is open at its ends, one of which constitutes the fluid inlet and the other the outlet to a storage tank, incorporates a membrane inside Separator that isolates the fluid inlet zone from the outlet.
  • Said movable membrane that allows the regulation of the circulation of the fluid, dividing the ducts into liquid access ducts and liquid outlet ducts.
  • the position of said membrane can be varied, manually or automatically, through the pressures acting within the manifold, depending on ambient temperatures and / or a way of regulating the temperature or reaching a certain temperature.
  • the said membrane also allows the entry and exit of the fluid to be at the same level in the same upper tube, which helps to a better use of the thermosiphon principle that occurs with water heating, since without said membrane the
  • the collector should have, necessarily, the entry of water at the lowest level of the collector and the exit at the highest, limiting its possibilities of placement to a single position. By having entry and exit at the same level, it allows the installation of the collector at any angle of inclination up to 90 °.
  • the lower tube serves as the lower connector between the fluid conduits and is completely closed at its two ends by corresponding covers, having the sole function of conducting the fluid and changing its direction.
  • one of the objectives of the invention is that the parts of the manifold through which the fluid circulates are in one piece, which implies a more comfortable handling that facilitates its installation, allowing, in addition, to connect a manifold with another only with a piece of union, which will preferably consist of a piece of plastic of 32 mm or 3/4 ", since the ends of the upper tube are designed to allow said connection between manifolds, being able to give a solution of large space covers for heating large quantities of water, making only small changes in the position of the membranes, taking into account that the connection of more than three collectors in series requires the use of a small fluid impulse pump.
  • the solar collector advocated is suitable for being serially coupled to one or more other collectors, thereby increasing their capacity, to which the ends of the top tube, that constitute respectively the output and fluid inlet said collectors to be coupled in series, are connected to each other by means of a connection tube
  • these are, preferably but not a limitation, polymeric material.
  • said polymeric material substantially comprises polycarbonate, which optionally has additives.
  • Figure number 1 Shows a perspective view of an embodiment of the solar collector object of the invention, its general external configuration being appreciated therein.
  • Figure number 2.- Shows a partially sectioned view of a portion of the collector in which the layers that make up the panel and
  • Figures 3 and 4.- show each perspective view of one of the connectors provided at the ends of the upper tube for fluid inlet and outlet, having shown in Figure 3 longitudinally sectioned, the offset hole in them being appreciated.
  • Figures 5 and 6. They show two perspective views of two examples of the upper tube available to the collector, shown open in longitudinal section to show the internal adjustable membrane provided in said tube, Figure 5 showing an example of said membrane of manual drive and another in figure 6 automatic drive.
  • the solar collector (1) in question which, as stated above, is of the flat type, is configured from a panel (2), about 50mm thick and rectangular in shape, comprising a series of fluid conduits (3) through which, operating by thermosiphon, circulates a fluid that heats when the solar radiation affects the panel, and at whose upper and lower edges said panel (2) incorporates two tubes upper (4) and lower (5).
  • the said panel (2) as seen in Figure 2, is preferably composed of two layers of polycarbonate or pigmented resins and one layer of polyurethane and in any case comprising three overlapping layers.
  • the upper layer (6) which is the solar radiation receiving surface, is formed by a pigmented sheet, whose semi-transparent walls have a concave / convex shape externally, that is, they form successive elevations and depressions, with the aim of increasing maximum concentration of the radiation collected on its surface.
  • the panel (2) has an intermediate layer formed by the aforementioned fluid conduits (3), which also being transparent or semi-transparent and polycarbonate, adopt an oval configuration, thus maximizing the use of the radiation.
  • a closed air chamber (7) that acts as an insulator, preventing solar radiation from bouncing on contact with the duct layer (3) .
  • the panel (2) has a lower layer (10) that supports them and stiffen the assembly preferably made of high density black polyurethane.
  • the upper (4) and lower (5) tubes which are preferably sectional
  • REPLACEMENT SHEET fReela 26 cylindrical and also preferably are integral part of the panel (2) being made, for example, by a plastic injection system of over-modeling so that they form a solidarity extension of the polycarbonate panel itself, are connected with the conduits of fluid (3), since the ends of said ducts (3) are open to them.
  • These tubes (4, 5) have the mission of giving input and output and direction to the fluid, regulating the interaction time with the solar collector (1), for which, while the lower tube (5) is closed at its two ends by covers (11), the upper tube (4) has its open ends, one of them constituting the inlet (12) of the fluid towards the ducts (3) of the panel and the opposite the outlet (13) towards a storage tank.
  • said inlet (12) and said outlet (13) of the fluid at the ends of the upper tube (4) are arranged offset in the lower part thereof, in order to create in the upper part of the interior of said upper tube (4) an air chamber that allows the expansion of the fluid in case of freezing or overheating.
  • connectors (14) are incorporated in said ends of the upper tube (4), which can be seen in detail in Figures 3 and 4, which reduce the inlet and outlet opening from 2 "to 3/4" or 1/2 ", and whose hole (15) is offset from the axial axis of the threaded body that constitutes them.
  • said upper tube (4) internally incorporates a membrane (16) which, in addition to allowing the entry and exit of the fluid to occur at the same level in the upper tube (4), allows the regulation of the circulation of the fluid, separating the fluid access conduits (3) from the liquid from the outlet in one position or another as appropriate, variation that occurs by moving said membrane along the inside of the tube (4) manually or automatically through the pressures acting inside the manifold.
  • said membrane (16) is coupled by means of a rod (17) to a fixing piece (18) provided for such end fitted into the hole (15) of the connector (14) of the fluid inlet end (12) of the tube (4), its position can be regulated by manipulating said rod (17) to expand or reduce the number of fluid inlet and outlet ducts (3), thanks to the fact that, as can be seen in the aforementioned figure 5, said fixing piece (18), which is formed, joins the rod (17) and threaded in the hole ( 15) of the connector (14) that is internally threaded, while the membrane (16) is jointly joined at the opposite end of the rod (17).
  • said membrane which is also coupled by means of a rod (17) to a fixing piece (18) provided for this purpose embedded in the hole (15 ) of the fluid inlet end (12), as seen in figure 6, also has a spring (19) provided in the part posterior of the membrane (16), that is, between it and the stop (20) of the rod (17) in which it is fixed.
  • the solar collector (1) can be coupled in series to another or other collectors, for which the inlet (12) and outlet (13) ends of the upper tube (4), which conform respectively the outlet and inlet of the fluid of the manifolds to be coupled in series, are connected to each other by an additional connection tube (not shown).

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Abstract

Colector solar, plano, formado por un panel (2) con tres capas, superior (6) receptora de la radiación, intermedia formada por conductos de fluido (3) e inferior'(lθ) que da solidez, y a cuyos bordes superior e inferior incorpora un tubo inferior (5) cerrado mediante tapas (11) y un tubo superior (4) cuyos extremos abiertos, constituyen la entrada (12) y la salida (13) del fluido, existiendo en él una membrana (16) que separa los conductos de fluido (3) de acceso de los de salida, la cual se puede mover de forma manual o automática. Los extremos de entrada (12) y salida (13) del tubo superior (4) se disponen descentrados mediante la incorporación de conectores (14), que reducen dichas aberturas y cuyo orificio (15) se encuentra descentrado respecto al eje axial del cuerpo que los constituye.

Description

COLECTOR SOLAR
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un colector solar que aporta al estado de la técnica varias ventajas y características de novedad, que se describirán en detalle más adelante, que suponen una mejorada alternativa frente a lo ya conocido en el estado actual de la técnica.
Más en particular, el objeto de la invención se centra en un colector solar de tipo plano conformado de forma convencional por una pluralidad de conductos por los que circula un fluido que se calienta al incidir la radiación solar, el cual presenta la particularidad de contar con un innovador diseño estructural que, entre otras peculiaridades, presenta la de contar con una entrada de fluido por su parte superior en la que se dispone una membrana interior que, ventajosamente, permite regular la circulación del fluido por los conductos de su interior, lo cual permite adaptarlo a las presiones y condiciones de radiación solar, y por tanto, optimizar el sistema.
CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación de captadores o colectores solares, particularmente los de tipo plano, destinados para convertir la radiación solar en energía térmica y utilizarla para el suministro de calefacción y ACS
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Como es sabido, un colector solar es un dispositivo destinado a recoger la radiación solar para convertirla en energía, existiendo dos grandes grupos, los de baja temperatura, utilizados en sistemas domésticos de calefacción y ACS, y los de alta temperatura para producir energía eléctrica.
Dentro del primer grupo existen, a su vez, dos tipos de colectores solares, los planos, conformados generalmente por una caja plana metálica protegida por un vidrio y por la que circula un fluido que se calienta a su paso por el panel, y los de tubos de vacío, en los que, generalmente, la superficie captadora está aislada del exterior por un doble tubo de vidrio que crea una cámara de vacío, estando el colector de la invención que aquí concierne dentro del grupo de los de tipo plano y presentando varias ventajas y características de novedad frente a lo ya conocido en el mercado.
En este sentido, y como referencia al estado de la técnica, cabe señalar que los colectores solares de tipo plano que existen en el mercado están construidos en polímeros o en metal, estando formados por una estructura metálica cubierta por una capa protectora cristalina. Estos colectores deben ser orientados de acuerdo al hemisferio en que se instalen y deben colocarse en posición inclinada de al menos 45 grados .
Además, los colectores solares poseen un
HOJA DE REEMPLAZO (Reela 26) conducto de admisión de agua y un conducto por el cual el fluido a calentar sale del colector. En su parte inferior, asimismo, el colector solar tiene un depósito que, a través de conductos previstos a tal efecto, recibe dicho fluido y, por el principio de termosifón, lo eleva hacia su salida, la cual se encuentra en la parte superior.
Dado que existen múltiples documentos relativos a colectores similares, como ejemplo de los más directamente relacionados con el aquí propuesto que el solicitante tenga conocimiento, hay que mencionar las patentes 4.114.579 y 4.082.082, ambas de EEUU y relativas a colectores solares de materiales polímeros.
Sin embargo, se desconoce la existencia de ningún otro colector solar que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta el aquí preconizado, estando los detalles caracterizadores que lo distinguen de lo ya conocido adecuadamente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Así, el colector solar que la presente invención propone se configura como una destacable novedad dentro de su campo de aplicación, ya que, como se ha señalado anteriormente, a diferencia de lo ya conocido en el mercado, cuenta con una membrana reguladora en la entrada de fluido que permite ampliar o reducir el número de conductos que recorre para adaptarlo según convenga en cada caso, en función de las presiones y condiciones de radiación existentes. De forma concreta, lo que la invención propone es un colector solar de tipo plano que, de forma convencional, esta constituido por un panel que comprende una serie de conductos por lo que circula un fluido (por ejemplo agua, pudiendo ser cualquier otro adecuado para tal uso) , cuyo diseño especifico de sección ovalada permite optimizar su funcionamiento por termosifón.
Dicho panel comprende tres capas diferenciadas:
Una primera capa o capa superior, que constituye la superficie receptora de la radiación solar, la cual esta formada por una lamina de policarbonato transparente o resinas pigmentadas y cubierta con una capa de protección contra rayos ultravioletas para evitar el deterioro de la propia capa receptora asi como de las capas inferiores que se encuentran debajo de ella. Las paredes de esta capa superior, ademas, presentan un diseño de forma alternativamente cóncava y convexa, con el objetivo de aumentar al máximo la concentración de la radiación solar recogida en la superficie .
Una segunda capa o capa intermedia, que esta constituida por los conductos por los que circula el fluido, habiéndose previsto la existencia de una cámara cerrada de aire situada entre la capa superior y la capa intermedia de conductos, que actúa como asilante, evitando que la radiación solar rebote al contacto con la capa intermedia. Por su parte, los conductos de fluido son de policarbonato semitransparentes o resinas pigmentadas con colorantes especiales para aumentar la absorción solar, y adoptan una configuración de sección ovalada, maximizando asi el aprovechamiento de la radiación.
Una ultima capa o capa inferior, que tiene como misión retener la radiación solar y aislar la placa de perdidas de calor, sirviendo ademas para sostener sólidamente los conductos de fluido y dar rigidez al conjunto. Esta capa inferior incorpora una pieza de poliuretano de alta densidad de color negro, que absorbe el calor acumulado y actúa como aislante y cierre frente a cualquier escape de calor y, por tanto, de energía.
El descrito panel esta preferentemente, construido por dos piezas de policarbonato o resinas pigmentadas y una pieza de poliuretano de alta densidad que conforman las antedichas capas del mismo, es decir, comprendiendo una serie de conductos formados por paredes transparentes o parcialmente transparentes, con una, parte superior de forma alternativamente concaco/convexa que recibe la radiación solar y una inferior que sirve de base.
Ademas, en la parte superior o inferior del citado panel, el colector incorpora sendos tubos o manifold, es decir, un sistema por el cual se recogen y juntan fluidos de varias procedencias. Dichos tubos, que son cilindricos, están conectados con los conductos de circulación del fluido de la capa intermedia del panel, acoplándose a ellos por su parte longitudinal, y tienen como misión dar entrada y salida a dicho fluido, darle dirección y regular el tiempo de interacción con el colector, asi como evitar la sobre presión interna, formando ambos manifolds junto con la capa intermedia (capa ovalada) una sola pieza de policarbonato o resinas pigmentadas. Para ello las entradas o salidas del fluido previstas en los extremos circulares laterales del tubo superior se disponen descentradas en la parte inferior del mismo, lo cual permite la creación permanente, en la parte superior del interior de dicho tubo superior, de una cámara de aire para permitir la expansión del fluido interior en caso de congelación o sobrecalentamiento, evitando si posibles fallos mecánicos o rotura por sobrepresion interna del colector .
Dicha disposición se consigue mediante la incorporación en dichos extremos del tubo superior de unos conectores exteriores que, ademas de estar destinados a aumentar la eficiencia del colector mediante la reducción de sus aberturas 2" a 3/4" o a 1/2" presentan un descentrado de su orificio hacia la parte baja respecto al eje central del tubo, permitiendo con ello que la posición del panel pueda variar hasta 90 grados desde una posición completamente horizontal a una completamente vertical sin que dicha cámara de protección deje de existir.
Preferentemente, ambos tubos superior e inferior forman parte solidaria del panel estando realizados con la técnica de sobre-moldeado mediante sistema de inyeccoion plástica, de manera que forman una extensión solidaria déla propia placa intermedia.
Asimismo, y de forma particularmente caracterizadora, el tubo superior, teniendo en cuenta, salvo indicación en contrario, que los términos arriba y abajo o "superior" e "inferior" se refieren a la disposición habitual de inclinación de los colectores solares, y que como se ha dicho esta abierto en sus extremos de los cuales uno constituye la entrada del fluido y el otro la salida hacia un tanque de almacenamiento, incorpora interiormente una membrana Separadora que aisla la zona de entrada de fluido de la de salida.
Dicha membrana movible que permite la regulación de la circulación del fluido, dividiendo los conductos en conductos de acceso del liquido y conductos de salida del liquido. Para ello la posición de dicha membrana se puede variar, de forma manual o automática, a través de las presiones que actúen dentro del colector, dependiendo de temperaturas ambiente y/o una forma de regular la temperatura o alcanzar una determinada temperatura.
La citada membrana, ademas posibilita que la entrada y salida del fluido este a un mismo nivel en el mismo tubo superior, lo cual ayuda a un mejor aprovechamiento del principio de termosifón que se produce con el calentamiento del agua, puesto que sin dicha membrana el colector debería tener, obligatoriamente, la entrada de agua a nivel mas bajo del colector y la salida en el mas alto, limitando sus posibilidades de colocación a una única posición. Al tener entrada y salida a un mismo nivel, permite la instalación del colector en cualquier ángulo de inclinación hasta 90°.
Por otra parte, cuando aumenta la temperatura del panel, se produce un aumento de presión del liquido sobre las paredes conductoras , del mismo asi como un aumento de la velocidad de flujo en los tubos de alimentación del colector. Pues bien, la membrana divisoria anteriormente descrita, ayuda a regular esta presión ya que esta disminuye la entrada de la alimentación de agua, reduciendo el flujo de agua en el colector.
Por su parte, el tubo inferior sirve de conector inferior entre los conductos de fluido y esta completamente cerrado en sus dos extremos por correspondientes tapas, teniendo como única función conducir el fluido y cambiar su dirección.
Cabe señalar, ademas que, aparte del uso de la membrana para separar la naturaleza de los conductos para que sean de entrada o de salida del fluido, se contemplan otras variantes en las que puede utilizarse un elemento similar, por ejemplo para conectar el tubo de admisión a los conductos de entrada (actuando como un tapón) o empleando un modo de válvulas en los conductos en una dirección que corresponda a la dirección del flujo, o deflectores de flujo, u otros dispositivos conocidos aplicables para tal fin.
Finalmente cabe mencionar que uno de los objetivos de la invención es que las partes del colector por la que circula el fluido sea de una sola pieza, lo cual supone una manipulación mas cómoda que facilita su instalación, permitiendo, además, conectar un colector con otro solo con una pieza de unio'n, que preferentemente consistirá en una pieza de plástico de 32 mm o 3/4", ya que los extremos del tubo superior están diseñados para permitir dicha conexión entre colectores, pudiendo dar una solucio'n de grandes coberturas de espacio para calentamiento de grandes cantidades de agua, realizando solo pequeños cambios de la posición de las membranas, debiendo tenerse en cuenta que la conexión de mas de tres colectores en serie obliga al uso de una pequeña bomba de impulso del fluido.
Hay que mencionar, adema's, que el colector solar preconizado es apto para ser acoplado en serie a otro u otros colectores, ampliando así su capacidad, para lo cual los extremos del tubo superior, que conformen respectivamente la salida y entrada del fluido de dichos colectores a acoplar en serie, se conectan entre si mediante un tubo de conexión
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) adicional .
En cuanto a los materiales con que está construido el colector, éstos son, preferentemente pero sin que suponga una limitación, material polimero. Y, también preferiblemente sin limitar, dicho material polimero comprende sustancialmente policarbonato, el cual opcionalmente tiene aditivos.
Se constata, por tanto, que el colector solar propuesto representa una innovación de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora para el fin a que se destina, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita .
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando del aparato objeto de la invención y para ayudar a una mejor comprensión de las características que lo distinguen, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
La figura número 1.- Muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización del colector solar objeto de la invención, apreciándose en ella su configuración general externa.
La figura número 2.- Muestra una vista parcialmente seccionada de una porción del colector en la que se aprecian las capas que conforman el panel y
HOJA DF. RF.F. PT.AZO CReela 26 el modo en que los tubos se acoplan a ellas.
Las figuras número 3 y 4.- Muestran sendas vistas en perspectiva de uno de los conectores previstos en los extremos del tubo superior para entrada y salida del fluido, habiéndose representado en la figura 3 longitudinalmente seccionado, apreciándose en ellas el orificio descentrado del mismo.
Las figuras 5 y 6.- Muestran sendas vistas en perspectiva de dos ejemplos del tubo superior con que cuenta el colector, representadas abiertas en sección longitudinal para mostrar la membrana regulable interna prevista en dicho tubo, mostrando la figura 5 un ejemplo de dicha membrana de accionamiento manual y otro en la figura 6 de accionamiento automático.
REALI ZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada en ellas, se puede observar como la invención preconizada comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.
Así, tal como se observa en la figura 1, el colector solar (1) en cuestión, que como se ha dicho es de tipo plano, se configura a partir de un panel (2) , de unos 50mm de grosor y configuración rectangular, que comprende una serie de conductos de fluido (3) a través de los que, funcionando por termosifón, circula un fluido que se calienta al incidir la radiación solar sobre el panel, y a cuyos bordes superior e inferior dicho panel (2) incorpora sendos tubos superior (4) e inferior (5) . El citado panel (2), como se observa en la figura 2, esta preferentemente compuesto por dos capas de policarbonato o resinas pigmentadas y una capa de poliuterano y en todo caso comprendiendo tres capas superpuestas .
La capa superior (6), que es la superficie receptora de la radiación solar, esta formada por una lámina pigmentada, cuyas paredes semitransparentes presentan exteriormente una forma cóncava/convexa, es decir, forman sucesivas elevaciones y depresiones, con el objetivo de aumentar al máximo la concentración de la radiación recogida en su superficie.
Bajo la capa superior (6), el panel (2) cuenta con una capa intermedia formada por los antedichos conductos de fluido (3) , los cuales siendo también transparentes o semitransparentes y de policarbonato, adoptan una configuración ovalada, maximizando asi el aprovechamiento de la radiación.
Ademas, entre la capa superior (6) y la capa intermedia de conductos de fluido (3) existe una cámara de aire (7) cerrada que actúa como aislante, evitando que la radiación solar rebote al contacto con la capa de conductos (3) .
Por ultimo, debajo de los conductos de fluido (3), el panel (2) cuenta con una capa inferior (10) que los sostiene y da rigidez al conjunto fabricada preferentemente en poliuretano de alta densidad de color negro.
Por su parte, los tubos superior (4) e inferior (5), que preferentemente son de sección
HOJA DE REEMPLAZO fReela 26) cilindrica y que también de forma preferida son parte solidaria del panel (2) estando realizados, por ejemplo, mediante un sistema de inyección plástica de sobre-modelado de manera que forman una extensión solidaria del propio panel de policarbonato, están conectados con los conductos de fluido (3) , ya que los extremos de dichos conductos (3) están abiertos a ellos .
Estos tubos (4, 5) tienen como misión dar entrada y salida y dirección al fluido, regulando el tiempo de interacción con el colector solar (1), para lo cual, mientras el tubo inferior (5) está cerrado en sus dos extremos mediante tapas (11), el tubo superior (4) tiene sus extremos abiertos, constituyendo uno de ellos la entrada (12) del fluido hacia los conductos (3) del panel y el opuesto la salida (13) hacia un tanque de almacenamiento.
Es importante destacar que dicha entrada (12) y dicha salida (13) del fluido en los extremos del tubo superior (4) se disponen descentradas en la parte inferior del mismo, en orden a crear en la parte superior del interior de dicho tubo superior (4) una cámara de aire que permite la expansión del fluido en caso de congelación o sobrecalentamiento.
Para ello, en dichos extremos del tubo superior (4) se incorporan unos conectores (14) , apreciables en detalle en las figuras 3 y 4, que reducen la abertura de entrada y salida de 2" a 3/4" o a 1/2", y cuyo orificio (15) se encuentra descentrado respecto al eje axial del cuerpo roscado que los constituye .
Además, tal como puede observarse en las figuras 5 y 6, dicho tubo superior (4) incorpora interiormente una membrana (16) que, además de permitir que la entrada y salida del fluido se produzcan al mismo nivel en el tubo superior (4), permite la regulación de la circulación del fluido, separando los conductos de fluido (3) de acceso del líquido de los de salida en una posición u otra según convenga, variación que se produce mediante el movimiento de dicha membrana a lo largo del interior del tubo (4) de forma manual o de forma automática a través de las presiones que actúen dentro del colector.
Así, atendiendo a la figura 5, en la que se muestra un ejemplo de realización de la membrana (16) con accionamiento manual, dicha membrana (16) se acopla mediante una varilla (17) a una pieza de fijación (18) prevista para tal fin encajada en el orificio (15) del conector (14) del extremo de entrada (12) de fluido del tubo (4), pudiendo ser regulada su posición mediante la manipulación de dicha varilla (17) para ampliar o reducir el número de conductos (3) de entrada y salida de fluido, gracias a que, como se observa en la citada figura 5, dicha pieza de fijación (18), que está orificada, se une solidariamente la varilla (17) y rosca en el orificio (15) del conector (14) que está interiormente roscado, mientras que la membrana (16) se encuentra solidariamente unida en el extremo opuesto de la varilla (17) .
Por su parte, en una realización de la membrana (16) con variación de posición automática, dicha membrana, que igualmente se acopla mediante una varilla (17) a una pieza de fijación (18) prevista para tal fin encajada en el orificio (15) del extremo de entrada (12) de fluido, como se observa en la figura 6 cuenta además con un resorte (19) previsto en la parte posterior de la membrana (16), es decir, entre ésta y el tope (20) de la varilla (17) en que se fija.
De esta forma, a mayor presión, la membrana
(16) que en este caso está unida a dicho resorte (19) se verá empujada hacia el extremo tope de la varilla
(17) ampliando el número de conductos (3) de entrada de fluido y consecuentemente reduciéndose el de los de salida, ya que quedarán por detrás de la membrana (16), mientras que cuando al presión del fluido disminuye, por efecto del resorte (19), la membrana (16) tiende a moverse hacia el extremo de entrada de fluido (12) haciendo que el número de conductos (3) de entrada de fluido disminuya y, consecuentemente el de conductos de salida aumente.
Hay que mencionar, por último, que el colector solar (1) puede ser acoplado en serie a otro u otros colectores, para lo cual los extremos de entrada (12) y de salida (13) del tubo superior (4), que conformen respectivamente la salida y entrada del fluido de los colectores a acoplar en serie, se conectan entre si mediante un tubo de conexión adicional (no representado) .
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, asi como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a titulo de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. - COLECTOR SOLAR, de tipo plano, de los configurados a partir de un panel (2) rectangular, que comprende tres capas, una superior (6) receptora de la radiación, una intermedia formada por conductos de fluido (3) a través de ios que, funcionando por termosifón, circula un fluido que se calienta al incidir la radiación solar sobre el panel, y una inferior(lO) negra que da solidez al conjunto, y a cuyos bordes superior e inferior dicho panel (2) incorpora sendos tubos superior (4) e inferior (5) a los que están abiertos los conductos de fluido (3) y que dan entrada y salida y 'dirección al fluido, caracterizado porque, mientras que el tubo inferior (5) está cerrado en sus dos extremos mediante tapas (11), el tubo superior (4) tiene sus extremos abiertos, constituyendo uno de dichos extremos la entrada (12) del fluido hacia los conductos (3) del panel y el opuesto la salida (13); y porque en el interior de dicho tubo superior (4) existe una membrana (16) que separa los conductos de fluido (3) de acceso del liquido de los de salida, y que se puede mover largo del interior del tubo (4) permitiendo la regulación de la circulación del fluido, según la posición que ocupa, para aumentar o disminuir el número de conductos de fluido (3) de entrada y de salida .
2. - COLECTOR SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque las aberturas de los extremos de entrada (12) y salida (13) del fluido del tubo superior (4) se disponen descentradas en la parte inferior del mismo, creando la parte superior del interior de dicho tubo superior (4) una cámara de aire que permite la expansión del fluido en caso de congelación o sobrecalentamiento.
3. - COLECTOR SOLAR, según la rei indicación 2, caracterizado porque las aberturas de los extremos de entrada (12) y salida (13) del fluido del tubo superior (4) se disponen descentradas mediante la incorporación de conectores (14), que reducen dichas aberturas y cuyo orificio (15) se encuentra descentrado respecto al eje axial del cuerpo roscado que los constituye.
4. - COLECTOR SOLAR, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la membrana (16) es de accionamiento manual.
5. - COLECTOR SOLAR, según la reivindicación 4, caracterizado porque la membrana (16) se acopla mediante una varilla (17) a una pieza de fijación (18) prevista para tal fin encajada en el orificio (15) del conector (14) del extremo de entrada (12) de fluido del tubo (4) .
6. - COLECTOR SOLAR, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la membrana (16) es de accionamiento automático a través de las presiones que actúen dentro del colector.
7. - COLECTOR SOLAR, según la reivindicación 6, caracterizado porque la membrana (16) se acopla mediante una varilla (17) a una pieza de fijación (18) prevista para tal fin encajada en el orificio (15) del conector (14) del extremo de entrada (12) de fluido del tubo (4), contando además con un resorte (19) previsto en la parte posterior de la membrana (16) , es decir, entre ésta y el tope (20) de la varilla (17) en que se fi ja .
8. - COLECTOR SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa superior (6) esta formada por una lamina pigmentada, cuyas paredes semitransparentes presentan exteriormente una forma cóncava/convexa; los conductos de fluido (3), que son transparentes o semitransparentes, adoptan una configuración ovalada; entre la capa superior (6) y la capa de conductos de fluido (3) existe una cámara de aire (7), cerrada que actúa como aislante; la capa inferior (10) de poliuretano de alta densidad de color negro; y los tubos superior (4) e inferior (5) son de sección cilindrica.
9.- COLECTOR SOLAR, según la reivindicación 1 y 8 caracterizado porque en el panel (2) después de un sobre inyectado en la capa intermedia se obtendrán los tubos superior (4) e inferior (5) haciendo de esta parte del colector una sola pieza o mono bloque.
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