WO2012164111A1 - Colector de calor solar - Google Patents

Colector de calor solar Download PDF

Info

Publication number
WO2012164111A1
WO2012164111A1 PCT/ES2011/070398 ES2011070398W WO2012164111A1 WO 2012164111 A1 WO2012164111 A1 WO 2012164111A1 ES 2011070398 W ES2011070398 W ES 2011070398W WO 2012164111 A1 WO2012164111 A1 WO 2012164111A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frame
solar heat
heat collector
collector according
holes
Prior art date
Application number
PCT/ES2011/070398
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carlos Alonso Sastre
Alberto Zamarrón Pinilla
Juan Carlos Merino Senovilla
Original Assignee
Fundación Cidaut
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fundación Cidaut filed Critical Fundación Cidaut
Priority to US14/123,586 priority Critical patent/US20140165996A1/en
Priority to PCT/ES2011/070398 priority patent/WO2012164111A1/es
Priority to ES11866642T priority patent/ES2752373T3/es
Priority to PT118666429T priority patent/PT2716994T/pt
Priority to EP11866642.9A priority patent/EP2716994B1/en
Publication of WO2012164111A1 publication Critical patent/WO2012164111A1/es

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/40Casings
    • F24S80/45Casings characterised by the material
    • F24S80/453Casings characterised by the material made of metallic material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/40Casings
    • F24S80/45Casings characterised by the material
    • F24S80/457Casings characterised by the material made of plastics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/60Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules
    • F24S2025/601Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules by bonding, e.g. by using adhesives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/60Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules
    • F24S2025/6012Joining different materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S2080/09Arrangements for reinforcement of solar collector elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/40Preventing corrosion; Protecting against dirt or contamination
    • F24S40/42Preventing condensation inside solar modules
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/80Accommodating differential expansion of solar collector elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/40Casings
    • F24S80/45Casings characterised by the material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • F24S80/58Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by their mountings or fixing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/60Thermal insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/70Sealing means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Definitions

  • the present invention encompasses in the field of the use of solar heat, such as solar heat collectors, and in particular, the constituent parts thereof.
  • Said invention is a solar heat collector with a conduit through which an energy fluid flows and whose structure is a frame of plastic material with metal profiles encapsulated during the injection thereof, which allows to include various functions such as thermal insulation, resistance mechanical, lightness, integration, achieving a robust collector, light, with few components and this ⁇ ble dimensionally.
  • the state of the art includes foamed plastic structures, mostly some type of polyurethane, usually within a metal box or the like. These examples involve the use of several elements only to form the structure, to which others must be added to form the other components of the collector such as evacuation holes, flanges for the ducts, fixings for the transparent cover, etc. All this gives rise to collectors with a large number of components and, therefore, relatively expensive, difficult to manufacture and heavy.
  • the following solar heat collector is proposed with a conduit through which an energetic fluid flows and whose structure is a frame of plastic material with encapsulated metal profiles during its injection, which allows to include holes, getting a robust, light collector, with few components and dimensionally stable.
  • the present invention relates to a solar heat collector comprising a duct inside which Discussi ⁇ rre working fluid, an absorber plate in contact with said conduit, insulation arranged parallel to said absorber plate and on the side of the conduit opposite it so as to exert a constant thrust thereon, a parallelepiped-shaped plastic material structure that houses said collector elements inside and a transparent cover arranged on one of the faces greater of said structure on the side of the absorber plate in which the structure is a frame formed by the four lateral faces of the parallelepiped leaving the major faces open, formed by injection of the plastic material, said frame being reinforced by encapsulated metal profiles in said injection process, so that said profiles are shorter than the plastic sides Corresponding frame icos leaving the corners of the frame in plastic material and thus allowing the inclusion of holes formed during the frame injection process.
  • Another advantage is the robustness thanks also to the encapsulation of metal profiles in a co pla ⁇ closed frame which forms a structure very resis- Try the mechanical stresses required for solar heat collectors.
  • Another advantage of said collector is the lightness, both absolute and specific to the aforementioned robustness, which makes it far superior to collectors in which different components of the structure and fasteners are mounted separately.
  • Another advantage of said collector is the bit number of the result own integration components providing the plastic injection process, redu ⁇ ciendo greatly the number of components in compa ⁇ ration with collectors which are mounted in the
  • Figure 1 represents an exploded perspective of manifold components.
  • 2 shows a plan view of the framework in which the reinforcement profiles 3 shows a perspective detail of one of the corners of the frame showing withduc ⁇ cough point.
  • Figure 4 represents a cross section of a profile view of a detail of one of the corners of the frame showing the ducts.
  • Figure 5 depicts a cross section of a profile view of a detail of the manifold with a back closure plate.
  • Figure 6 depicts a cross section of a profile view of a detail of the manifold with a back closure plate that includes a sheet in its lower main face.
  • Figure 7 represents a cross section of a profile view of a detail of the collector with a back closure plate that includes a sheet on each of the major faces.
  • Figure 8 depicts a cross section of a profile view of a detail of the manifold with a back closure plate of a foamed plastic material.
  • Figure 9 depicts a cross section of a profile view of a detail of the collector with a back closure plate of a foamed plastic material that includes a sheet on its main infected side. rior.
  • Figure 10 represents a cross section of a profile view of a detail of the collector with a back closure plate of a foamed plastic material that includes a sheet on each of the major faces.
  • Figure 11 represents a detail in perspective of holes in the area near the edges of a closing back plate.
  • Figure 12 depicts a cross section of the holes of Figure 11 with the back closure plate encapsulated in the frame.
  • the present invention is a solar heat collector with a conduit (1) through which an energy fluid flows.
  • a ⁇ duct (1) is cited, which is the one that runs through the collector and is usual, however, several ducts (1) can also be included that converge on the same input and output as when it is a single duct (1) or in several.
  • the collector includes an absorber plate (2) in contact with said conduit (1), usually of copper or aluminum, with a treatment on its exposed face that facilitates the absorption of solar radiation and reduces the emission.
  • This treatment can be from black paint to selective treatments by means of PVD (acronym in English of "Physical Vapor Deposition").
  • the structure (4) of the collector is made of plastic, such as polyurethane (PU), as forLe ⁇ lep ⁇ pedo that houses inside said elemen ⁇ cough collector and a transparent cover (5), for example tempered glass , arranged on one of the major faces of said structure (4) on the side of the absorber plate (2).
  • PU polyurethane
  • a transparent cover (5) for example tempered glass
  • the structure is a frame (4) formed by the four lateral faces (4.1,4.2,4.3,4.4) of the parallel ⁇ pyredo leaving the major faces open, formed by injection of the plastic material, as by RIM (acronym in English of "Reaction Injection Molding "), said frame (4) being reinforced by metal profiles (6) encapsulated in said injection process, so that said profiles (6) are shorter than the plastic sides of the frame (4.1,4.2, 4.3.4.4) that correspond to you by leaving the corners of the frame in plastic material and thus allowing the inclusion in them of holes (7) formed during the process of injection of the frame (4).
  • the The parallelepiped of the structure (4) is straight, that is, the lateral faces (4.1,4.2,4.3,4.4) of the frame form a right angle with the larger faces.
  • the profiles (6) are varied in shape such that, in section, approximately reproducing the shape of the plastic encapsulates to compensate for ten ⁇ sions plastic during injection and subsequent stabilized over time.
  • the shape of the metal profiles (6) has the function of structural reinforcement or, in other words, minimizing the moment of inertia in the axis perpendicular to the greater surface of the collector.
  • the profiles (6) are of rectilinear section, as for example in constant section of "Y" inverted, shown in the figures, although they could be curvilinear or any other following the previously marked requirements.
  • Said metal profiles (6) are with preferential ⁇ cia aluminum or galvanized steel, as the tests performed on them.
  • the holes (7) formed during the injection process of the frame (4) are of several types, one of them being the holes for the duct (7.1), which are of a diameter larger than this and whose circumference includes a straight section ( 7.1.1) at its upper end which is where it constantly supports the duct (1) due to the thrust provided by the insulation (3).
  • these holes for the conduit (7.1) comprise a recess (7.1.2) towards the outside of the manifold which serves to accommodate the corresponding sealing gasket (8) and bushing (9), placed at the end of the conduit (one) .
  • This configuration seals the collector to prevent the entry of rainwater, by means of the sealing gasket (8), which can be placed to completely seal by interfering with the recessed or it can perform the same function of preventing the entry of rainwater but leaving a small air space that acts as an anti-condensation function.
  • This function is regulated Anticondensation and complemented with orifi ⁇ ts (7.2) emerging directly injection manifold and communicate from the inside to the outside.
  • the structure (4) includes housing walls (4.5) of the sealing cord (11) of the transparent cover (5) along the perimeter of said frame (4).
  • the housing walls (4.5) of the sealing cord (11) include spacers (4.6) of the transparent cover (5) as protrusions so as to guarantee the distance between cover (5) and frame (4) in the entire operating temperature range of the collector, providing a dimensional stability necessary to optimize the energy efficiency of the collector
  • Said back plate (14) has the fun ⁇ withstand the wind pressure, it is like a candle that has downloaded the efforts on the perimeters tro frame (4).
  • the rear plate (14) is in an area ⁇ tion, a plastic sheet, can polystyrene (PS) used, lower modulus of elasticity than that of an aluminum plate, normally used.
  • PS polystyrene
  • said plate (14) has holes (17) in the area near its edges and along them so that the injection material is introduced through said holes (17) to form fixations of the type of rivets so that it is encapsulated perimeter.
  • the closing back plate is of a foamed plastic material (15), preferably polyurethane or polyisocyanurate.
  • Both embodiments of the backplate surface ⁇ rre (14,15) can have its lower major face os two major faces coated sheet will not absorb and emit in the infrared band: no it absorbs the infrared emitted by the conduit and does not emit infrared outwards thus reducing the losses of the collector.
  • the frame (4) comprises on the face of insulat ⁇ to (3), opposite the face of the cover (5), support legs (19) and parallel to the lateral faces projections (4.1,4.2,4.3,4.4 ) of the frame (4).
  • the support legs (19) slow down the fall of the collector by gravity, making it more secure to hold it;

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Colector de calor solar con un conducto por cuyo interior discurre un fluido energético y cuya estructura es un marco de material plástico con perfiles metálicos encapsulados durante la inyección del mismo, la cual permite incluir orificios, consiguiendo un colector robusto, ligero, con pocos componentes y estable dimensionalmente.

Description

COLECTOR DE CALOR SOLAR
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se engloba en el campo de la utilización del calor solar, como los colectores de calor solar, y en concreto, las partes constitutivas de los mismos. Dicha invención es un colector de calor solar con un conducto por cuyo interior discurre un fluido energético y cuya estructura es un marco de material plástico con perfiles metálicos encapsulados durante la inyección del mismo, la cual permite incluir diversas funciones como el aislamiento térmico, la resistencia mecánica, la ligereza, la integración, consiguiendo un colector robusto, ligero, con pocos componentes y esta¬ ble dimensionalmente . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Son conocidos colectores de calor solar con un conducto por cuyo interior discurre un fluido energético y cuya estructura incluye algún material plástico.
Ejemplos de estos colectores se encuentran en las patentes DE2713628 con espuma y fibras de refuerzo localmente situadas, CN101070999 y US4098265 con espuma, WO2011009754 con espuma en la cual se encuentran embebi- dos el conducto colector y el aislante.
Asi, el estado de la técnica recoge estructuras de plástico espumado, mayoritariamente algún tipo de poliuretano, normalmente dentro de una caja metálica o similar. Estos ejemplos implican la utilización de varios elementos sólo para formar la estructura, a los que hay que añadir otros para formar los otros componentes del colector como orificios de evacuación, bridas para los conductos, fijaciones para la cubierta transparente, etc. Todo ello da lugar a colectores con gran número de componentes y, por lo tanto, relativamente caros, difíciles de fabricar y pesados.
Además, en este campo de la técnica es muy im¬ portante el control dimensional de los diferentes compo¬ nentes debido al amplio rango de temperaturas de
utilización de los colectores. A mayor cantidad de componentes mayor cadena de cotas a combinar y, en conclusión, mayores problemas ocasionados por la dilata¬ ción de los componentes.
Para solventar las desventajas del estado de la técnica se propone el siguiente colector de calor solar con un conducto por cuyo interior discurre un fluido energético y cuya estructura es un marco de material plástico con perfiles metálicos encapsulados durante la inyección del mismo, la cual permite incluir orificios, consiguiendo un colector robusto, ligero, con pocos componentes y estable dimensionalmente .
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención queda establecida y carac¬ terizada en las reivindicaciones independientes, mien¬ tras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la misma. A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un colector de calor solar que comprende un conducto por cuyo interior discu¬ rre un fluido energético, una placa absorbedora en contacto con dicho conducto, un aislamiento dispuesto paralelo a dicha placa absorbedora y en el lado del conducto opuesto a la misma de manera que ejerce un empuje constante sobre el mismo, una estructura de material plástico en forma de paralelepípedo que alberga en su interior los citados elementos del colector y una cubierta transparente dispuesta en una de las caras mayores de dicha estructura en el lado de la placa absorbedora en el que la estructura es un marco formado por las cuatro caras laterales del paralelepípedo dejan- do abiertas las caras mayores, formado por inyección del material plástico, estando reforzado dicho marco por perfiles metálicos encapsulados en dicho proceso de inyección, de manera que dichos perfiles son de menor longitud que los lados plásticos del marco que le co- rresponden dejando las esquinas del marco en material plástico y así permitir la inclusión en las mismas de orificios formados durante el proceso de inyección del marco . Una ventaja de dicho colector es el aislamiento térmico debido al encapsulado de perfiles metálicos que al ser completo evita puentes térmicos y a la vez garan¬ tiza la estanqueidad del marco, frente a estructuras donde los perfiles no están encapsulados o lo están parcialmente.
Otra ventaja es la robustez gracias igualmente al encapsulado de perfiles metálicos en un marco plásti¬ co cerrado, lo cual configura una estructura muy resis- tente a los esfuerzos mecánicos necesarios para los colectores de calor solar.
Otra ventaja de dicho colector es la ligereza, tanto absoluta como especifica a la robustez citada, lo cual lo hace muy superior respecto a colectores en los que se montan diferentes componentes de la estructura y fijaciones por separado. Otra ventaja de dicho colector es el poco número de componentes consecuencia de la integración propia que proporciona el proceso de inyección de plástico, redu¬ ciendo en gran medida el número de componentes en compa¬ ración con colectores en los que se montan los
componentes.
Finalmente, otra ventaja de dicho colector es la estabilidad dimensional, de gran importancia en este campo de la técnica para que la eficiencia energética se mantenga a lo largo del rango de temperatura de uso, conseguida por la estructura mencionada de perfil metᬠlico encapsulado en plástico y con pocos componentes unidos gracias a la integración de los mismos, lo cual minimiza la concatenación en serie de dilataciones y contracciones, lo que se traduce en mayor estabilidad dimensional respecto de los colectores conocidos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de figuras, ilustrativas del ejemplo prefe¬ rente, y nunca limitativas de la invención.
La figura 1 representa un explosionado en pers- pectiva de componentes del colector. La figura 2 representa una vista en planta del marco en el que se señalan los perfiles de refuerzo La figura 3 representa un detalle en perspectiva de una de las esquinas del marco mostrando los conduc¬ tos .
La figura 4 representa una sección transversal de una vista de perfil de un detalle de una de las esquinas del marco mostrando los conductos.
La figura 5 representa una sección transversal de una vista de perfil de un detalle del colector con una placa trasera de cierre.
La figura 6 representa una sección transversal de una vista de perfil de un detalle del colector con una placa trasera de cierre que incluye una lámina en su cara mayor inferior.
La figura 7 representa una sección transversal de una vista de perfil de un detalle del colector con una placa trasera de cierre que incluye una lámina en cada una de las caras mayores.
La figura 8 representa una sección transversal de una vista de perfil de un detalle del colector con una placa trasera de cierre de un material plástico espumado.
La figura 9 representa una sección transversal de una vista de perfil de un detalle del colector con una placa trasera de cierre de un material plástico espumado que incluye una lámina en su cara mayor infe- rior .
La figura 10 representa una sección transversal de una vista de perfil de un detalle del colector con una placa trasera de cierre de un material plástico espumado que incluye una lámina en cada una de las caras mayores .
La figura 11 representa un detalle en perspecti- va de orificios en la zona cercana a las aristas de una placa trasera de cierre.
La figura 12 representa una sección transversal de los orificios de la figura 11 con la placa trasera de cierre encapsulada en el marco.
La figura 13 representa un detalle en perspecti¬ va de las patas de apoyo del marco. EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
La presente invención es un colector de calor solar con un conducto (1) por cuyo interior discurre un fluido energético. A modo ilustrativo se cita un con¬ ducto (1) que es el que discurre por el colector y es lo habitual, ahora bien, también se pueden incluir varios conductos (1) que confluyan en la misma entrada y salida que cuando es un solo conducto (1) o en varias.
El colector incluye una placa absorbedora (2) en contacto con dicho conducto (1), normalmente de cobre o aluminio, con un tratamiento en su cara expuesta que facilite la absorción de la radiación solar y reduzca la emisión. Este tratamiento puede ser desde pintura negra a tratamientos selectivos mediante PVD (siglas en inglés de "Physical Vapor Deposition") .
También incluye un aislamiento (3) para evitar la pérdida de energía calorífica dispuesto paralelo a dicha placa absorbedora (2) y en el lado del conducto (1) opuesto a la misma de manera que ejerce un empuje constante sobre el mismo. La estructura (4) del colector es de material plástico, como el poliuretano (PU) , en forma de parale¬ lepípedo que alberga en su interior los citados elemen¬ tos del colector y una cubierta transparente (5) , por ejemplo de vidrio templado, dispuesta en una de las caras mayores de dicha estructura (4) en el lado de la placa absorbedora (2) . Así, la estructura (4) es ais¬ lante por las características inherentes del material plástico y es innecesaria la inclusión de otros aislan¬ tes añadidos donde se encuentra la estructura plástica.
La estructura es un marco (4) formado por las cuatro caras laterales (4.1,4.2,4.3,4.4) del paralele¬ pípedo dejando abiertas las caras mayores, formado por inyección del material plástico, como por RIM (siglas en inglés de "Reaction Injection Molding") , estando reforzado dicho marco (4) por perfiles metálicos (6) encapsu- lados en dicho proceso de inyección, de manera que dichos perfiles (6) son de menor longitud que los lados plásticos del marco (4.1,4.2,4.3,4.4) que le correspon- den dejando las esquinas del marco en material plástico y así permitir la inclusión en las mismas de orificios (7) formados durante el proceso de inyección del marco (4) .
De manera opcional y lo más habitual es que el paralelepípedo de la estructura (4) sea recto, es decir, las caras laterales (4.1,4.2,4.3,4.4) del marco forman un ángulo recto con las caras mayores. Los perfiles (6) son de forma variada de manera que, en sección, reproduzcan aproximadamente la forma del plástico que los encapsula para compensar las ten¬ siones del plástico durante la inyección y posterior estabilizado en el tiempo. La forma de los perfiles metálicos (6) tiene como función el refuerzo estructural o, dicho en otros términos, minimizar el momento de inercia en el eje perpendicular a la superficie mayor del colector.
Así, los perfiles (6) son de sección rectilínea, como por ejemplo en sección constante de "Y" invertida, mostrado en las figuras, aunque podrían serlo curvilínea o cualquier otra siguiendo las exigencias anteriormente marcadas .
Dichos perfiles metálicos (6) son con preferen¬ cia de aluminio o acero galvanizado, según los ensayos realizados sobre los mismos.
Los orificios (7) formados durante el proceso de inyección del marco (4) son de varios tipos, siendo uno de ellos los orificios para el conducto (7.1), que son de un diámetro mayor que éste y cuya circunferencia incluye un tramo recto (7.1.1) en su extremo superior que es donde apoya de forma constante el conducto (1) debido al empuje que le proporciona el aislamiento (3) .
La razón de esta configuración se basa en que el conducto (1) dilata de forma diferente a la estructura (4) y además entre ellos trabajan en diferentes rangos de temperaturas, con lo que para evitar esfuerzos sobre la estructura (4) se permite que el conducto (1) se dilate libremente. Además, un factor importante para el rendimiento del colector es la constancia en la distan- cia entre la cubierta transparente (5) y el conducto
(1), lo que se consigue evitando el combado del conducto (1) y la placa absorbedora (3) con la configuración citada que garantiza la planitud, además de con distan- ciadores (18) de la cubierta (5) como se cita más ade- lante.
Además, estos orificios para el conducto (7.1) comprenden un cajeado (7.1.2) hacia el exterior del colector que sirve para alojamiento de los correspon- dientes junta de estanqueidad (8) y casquillo (9), colocado en el extremo del conducto (1) .
Esta configuración sella el colector para evitar la entrada del agua de lluvia, mediante la junta de estanqueidad (8), que se puede colocar para sellar completamente haciendo interferencia sobre el cajeado o puede hacer esa misma función de evitar la entrada del agua de lluvia pero dejando un espacio pequeño de aire que hace de función anticondensación. Esta función anticondensación se regula y complementa con unos orifi¬ cios (7.2) que salen directamente de la inyección y comunican el colector desde el interior al exterior.
Otros orificios formados durante el proceso de inyección del marco son orificios de fijación (7.3) para fijación de unas placas (10) en el lado exterior de los orificios para el conducto (7.1) que soportan la presión que sufren las conexiones del conducto (1) . Para reforzar el conjunto del colector se lleva a cabo una adhesión sellado de la cubierta transparente (5) a la estructura (4), a diferencia de lo comúnmente utilizado que es una junta de estanqueidad . Para ello hay que tener en cuenta que los materiales son diferen- tes y se necesita un adhesivo elastomérico y un espesor del mismo que garantice su función en todo el rango de temperaturas de uso.
Por ello, la estructura (4) incluye muros de alojamiento (4.5) del cordón de sellado (11) de la cubierta transparente (5) a lo largo del perímetro de dicho marco (4) . De manera ventajosa los muros de alojamiento (4.5) del cordón de sellado (11) incluyen separadores (4.6) de la cubierta transparente (5) a modo de protuberancias de manera que garantizan la distancia entre cubierta (5) y marco (4) en todo el rango de temperaturas de funcionamiento del colector, aportando una estabilidad dimensional necesaria para optimizar la eficiencia energética del colector.
Sobre la cubierta transparente (5) se coloca un marco de protección del canto de la cubierta (12), preferentemente de aluminio, y se une a la estructura (4) mediante el mismo proceso de adhesión sellado que se utiliza para la cubierta (5), para lo cual el marco (4) incluye unos canales de alojamiento (4.7) donde se introducen unas pestañas (12.1) del marco de protección del canto de la cubierta (12) junto con adhesivo y entre dicho marco (12) y la cubierta transparente (5) se aplica un cordón de sellado (13) .
Esta adhesión sellado de la cubierta transparen¬ te (5) mediante el marco de protección del canto de la cubierta (12) refuerza la robustez del conjunto del colector en gran medida, proporcionando así un conjunto muy robusto.
Una de las ventajas de la inyección, como se ha visto, es que permite que el plástico encapsule por envolvimiento a otras piezas o elementos. Esto se utiliza también para la placa trasera de cierre (14), la cual queda fijada al marco (4) por encapsulamiento a lo largo de su perímetro del material plástico de la inyec¬ ción, como cierre de la cara opuesta del marco (4) a la cubierta transparente (5) .
Dicha placa trasera de cierre (14) tiene la fun¬ ción de soportar la presión de los vientos, es como una vela que tiene descargar los esfuerzos sobre el períme- tro del marco (4) .
La placa trasera de cierre (14) es, en una rea¬ lización, una plancha de plástico, pudiendo utilizarse poliestireno (PS) , de menor módulo de elasticidad que el de una placa de aluminio, la normalmente utilizada.
Como alternativa o refuerzo de fijación, dicha placa (14) cuenta con orificios (17) en la zona cercana a sus aristas y a lo largo de éstas de manera que se introduce por dichos orificios (17) el material plástico de la inyección para formar fijaciones del tipo de remaches de manera que queda encapsulada perimetralmente .
En otra realización, la placa trasera de cierre es de un material plástico espumado (15), preferentemen- te poliuretano o poliisocianurato .
Ambas realizaciones de la placa trasera de cie¬ rre (14,15) pueden presentar su cara mayor inferior os sus dos caras mayores recubiertas de láminas que no absorben y no emiten en la banda del infrarrojo: no absorbe el infrarrojo que emite el conducto y no emite infrarrojo hacia el exterior reduciendo asi las pérdidas del colector.
Entre la placa absorbedora (2) y la cubierta transparente (5) se disponen distanciadores (18) de la cubierta (5) que garantizan una distancia constante entre la placa (2) y la cubierta (5) por oposición al empuje ejercido por el aislamiento (3).
El marco (4) comprende en la cara del aislamien¬ to (3) , la opuesta a la cara de la cubierta (5) , patas de apoyo (19) como proyecciones paralelas a las caras laterales (4.1,4.2,4.3,4.4) del marco (4).
Estas patas (19) tienen una triple misión:
-servir de guia en el proceso de montaje, ya que los colectores se deslizan lateralmente sobre los perfi¬ les de la estructura sobre la que se montan para ir empaquetándose en conjuntos;
-cuando los colectores están montados sobre una estructura en forma de grada, es decir, inclinada, las patas de apoyo (19) frenan la caida del colector por gravedad, haciendo más segura la sujeción a la misma;
-la zona más alta de las patas de apoyo (19) fa¬ cilita el apilamiento de colectores, ya que retiene al colector apilado encima de otro al chocar contra el marco de protección del canto de la cubierta (12) .

Claims

REIVINDICACIONES
1. Colector de calor solar que comprende un conducto (1) por cuyo interior discurre un fluido energético, una placa absorbedora (2) en contacto con dicho conducto
(1), un aislamiento (3) dispuesto paralelo a dicha placa absorbedora (2) y en el lado del conducto (1) opuesto a la misma de manera que ejerce un empuje constante sobre el mismo, una estructura (4) de material plástico en forma de paralelepípedo que alberga en su interior los citados elementos del colector y una cubierta transpa¬ rente (5) dispuesta en una de las caras mayores de dicha estructura (4) en el lado de la placa absorbedora (2) caracterizado porque la estructura (4) es un marco formado por las cuatro caras laterales (4.1,4.2,4.3,4.4) del paralelepípedo dejando abiertas las caras mayores, formado por inyección del material plástico, estando reforzado dicho marco (4) por perfiles metálicos (6) encapsulados en dicho proceso de inyección, de manera que dichos perfiles (6) son de menor longitud que los lados plásticos del marco (4.1,4.2,4.3,4.4) que le corresponden dejando las esquinas del marco en material plástico y así permitir la inclusión en las mismas de orificios (7) formados durante el proceso de inyección del marco (4) .
2. Colector de calor solar según la reivindicación 1 caracterizado porque la estructura (4) es un paralele¬ pípedo recto.
3. Colector de calor solar según la reivindicación 1 caracterizado porque los perfiles presentan una sección que reproduce la forma del plástico que los encapsula.
4. Colector de calor solar según la reivindicación 3 caracterizado porque los perfiles tiene una sección constante de "Y" invertida.
5. Colector de calor solar según la reivindicación 1 caracterizado porque los orificios (7) formados durante el proceso de inyección del marco (4) comprenden orificios (7.1) para el conducto (1) de un diámetro mayor que éste y cuya circunferencia incluye un tramo recto
(7.1.1) en su extremo superior que es donde apoya de forma constante el conducto (1) debido al empuje que le proporciona el aislamiento (3) .
6. Colector de calor solar según la reivindicación 5 caracterizado porque los orificios (7.1) para el conduc- to comprenden un cajeado (7.1.2) hacia el exterior del colector que sirve para alojamiento de los correspon¬ dientes junta de estanqueidad (8) y casquillo (9).
7. Colector de calor solar según la reivindicación 1 caracterizado porque los orificios (7) formados durante el proceso de inyección del marco (4) comprenden orificios anticondensación (7.2) que comunican el interior y el exterior del colector.
8. Colector de calor solar según la reivindicación 1 caracterizado porque los orificios (7) formados durante el proceso de inyección del marco (4) comprenden orificios de fijación (7.3) para fijación de unas placas (10) en el lado exterior de los orificios para el conducto (7.1) que soportan la presión que sufren las conexiones del conducto.
9. Colector de calor solar según la reivindicación 1 caracterizado porque el marco (4) comprende muros de alojamiento (4.5) del cordón de sellado (11) de la cubierta transparente (5) a lo largo del perímetro de dicho marco ( 4 ) .
10. Colector de calor solar según la reivindicación 9 caracterizado porque los muros de alojamiento (4.5) del cordón de sellado (11) incluyen separadores (4.6) de la cubierta transparente (5) a modo de protuberancia de manera que garantizan la distancia entre cubierta (5) y marco (4) en todo el rango de temperaturas de funciona- miento del colector.
11. Colector de calor solar según la reivindicación 1 caracterizado porque el marco (4) incluye unos canales de alojamiento (4.7) de unas pestañas (12.1) de un marco de protección del canto de la cubierta transparente (12) donde se introducen las mismas junto con adhesivo y entre dicho marco (12) y la cubierta transparente (5) se aplica un cordón de sellado (13) .
12. Colector de calor solar según la reivindicación 1 caracterizado porque en la cara opuesta a la cubierta transparente (5) se dispone una placa trasera de cierre (14) que queda fijada al marco (4) por encapsulamiento a lo largo de su perímetro del material plástico de la inyección.
13. Colector de calor solar según la reivindicación 12 caracterizado porque la placa trasera de cierre (14) es una plancha de plástico.
14. Colector de calor solar según la reivindicación 12 caracterizado porque la placa trasera de cierre es de un material plástico espumado (15) . 15. Colector de calor solar según las reivindicacio- nes 13 ó 14 caracterizado porque la placa trasera de cierre (14,
15) presenta su cara mayor inferior recubier¬ ta de una lámina (16) que no absorbe y no emite en la banda del infrarrojo
16. Colector de calor solar según las reivindicaciones 13 ó 14 caracterizado porque la placa trasera de cierre (14,15) presenta sus dos caras mayores recubier¬ tas de sendas láminas (16) que no absorben y no emiten en la banda del infrarrojo.
17. Colector de calor solar según la reivindicación 12 caracterizado porque la placa trasera de cierre presenta orificios (17) en la zona cercana a sus aristas y a lo largo de éstas de manera que se introduce por dichos orificios el material plástico de la inyección para formar fijaciones del tipo de remaches de manera que queda encapsulada perimetralmente .
18. Colector de calor solar según la reivindicación 1 caracterizado porque entre la placa absorbedora (2) y la cubierta transparente (5) se disponen distanciadores (18) de la cubierta (5) que garantizan una distancia constante entre la placa (2) y la cubierta (5) por oposición al empuje ejercido por el aislamiento (3) .
19. Colector de calor solar según la reivindicación 1 caracterizado porque el marco (4) comprende en la cara del aislamiento (3) patas de apoyo (19) como proyeccio- nes paralelas a las caras laterales (4.1,4.2,4.3,4.4) del marco ( 4 ) .
PCT/ES2011/070398 2011-06-03 2011-06-03 Colector de calor solar WO2012164111A1 (es)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/123,586 US20140165996A1 (en) 2011-06-03 2011-06-03 Solar Heat Collector
PCT/ES2011/070398 WO2012164111A1 (es) 2011-06-03 2011-06-03 Colector de calor solar
ES11866642T ES2752373T3 (es) 2011-06-03 2011-06-03 Colector de calor solar
PT118666429T PT2716994T (pt) 2011-06-03 2011-06-03 Coletor de calor solar
EP11866642.9A EP2716994B1 (en) 2011-06-03 2011-06-03 Solar heat collector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/ES2011/070398 WO2012164111A1 (es) 2011-06-03 2011-06-03 Colector de calor solar

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012164111A1 true WO2012164111A1 (es) 2012-12-06

Family

ID=47258407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2011/070398 WO2012164111A1 (es) 2011-06-03 2011-06-03 Colector de calor solar

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140165996A1 (es)
EP (1) EP2716994B1 (es)
ES (1) ES2752373T3 (es)
PT (1) PT2716994T (es)
WO (1) WO2012164111A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11397028B2 (en) * 2017-04-18 2022-07-26 Mark W Miles Monolithic macro-fluidic heat transfer components and methods for manufacturing same
US10982882B2 (en) * 2018-02-14 2021-04-20 SIDCO Homes Inc. Eco smart panels for energy savings

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4098265A (en) 1976-05-10 1978-07-04 Gravely Ben T Solar energy collector
DE2713628A1 (de) 1977-03-28 1978-10-05 Bucher Georg Formteil, insbesondere traegerelement fuer solar-kollektoren sowie verfahren zur herstellung des formteils
DE19810208A1 (de) * 1998-03-10 1999-09-16 Horst Schwarz Thermischer Solarkollektor mit selbsttragendem, multifunktionalem Kunststoff-Gehäuse
CN101070999A (zh) 2007-06-15 2007-11-14 万建红 塑料平板集热器
WO2008009755A1 (es) * 2006-07-20 2008-01-24 Fundación Cidaut Colector solar térmico integrado y proceso de fabricación
WO2009158717A2 (en) * 2008-06-27 2009-12-30 Sunpower Corporation Photovoltaic module with drainage frame
DE102008045510A1 (de) * 2008-09-03 2010-03-04 Sapa Gmbh Solarmodulrahmen mit Wasserablauf
AU2010100962A4 (en) * 2010-09-02 2010-10-07 Carpenter, Robert Frank Mr Integrated Solar Thermal Collector
WO2011009754A2 (de) 2009-07-24 2011-01-27 Robert Bosch Gmbh Solarkollektor und dessen herstellungsverfahren

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2489959A3 (de) * 2009-04-24 2012-09-26 ZYRUS Beteiligungsgesellschaft mbH & Co. Patente I KG Solarkollektor, Verbundscheibe und Absorber sowie Verwendung eines derartigen Absorbers

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4098265A (en) 1976-05-10 1978-07-04 Gravely Ben T Solar energy collector
DE2713628A1 (de) 1977-03-28 1978-10-05 Bucher Georg Formteil, insbesondere traegerelement fuer solar-kollektoren sowie verfahren zur herstellung des formteils
DE19810208A1 (de) * 1998-03-10 1999-09-16 Horst Schwarz Thermischer Solarkollektor mit selbsttragendem, multifunktionalem Kunststoff-Gehäuse
WO2008009755A1 (es) * 2006-07-20 2008-01-24 Fundación Cidaut Colector solar térmico integrado y proceso de fabricación
CN101070999A (zh) 2007-06-15 2007-11-14 万建红 塑料平板集热器
WO2009158717A2 (en) * 2008-06-27 2009-12-30 Sunpower Corporation Photovoltaic module with drainage frame
DE102008045510A1 (de) * 2008-09-03 2010-03-04 Sapa Gmbh Solarmodulrahmen mit Wasserablauf
WO2011009754A2 (de) 2009-07-24 2011-01-27 Robert Bosch Gmbh Solarkollektor und dessen herstellungsverfahren
AU2010100962A4 (en) * 2010-09-02 2010-10-07 Carpenter, Robert Frank Mr Integrated Solar Thermal Collector

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI 1 October 2010 Derwent World Patents Index; AN 2010-N84494, XP055147591 *
DATABASE WPI 1 September 1999 Derwent World Patents Index; AN 1999-528695, XP055147593 *
DATABASE WPI 4 March 2010 Derwent World Patents Index; AN 2010-C32574, XP055147596 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2716994A1 (en) 2014-04-09
EP2716994B1 (en) 2019-08-07
ES2752373T3 (es) 2020-04-06
PT2716994T (pt) 2019-11-15
US20140165996A1 (en) 2014-06-19
EP2716994A4 (en) 2015-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101016202B1 (ko) 단열성능이 개선된 창호 샤시구조체
ES2334793T5 (es) Colector solar
US20200056422A1 (en) Insulating glazing unit, in particular a triple insulating glazing unit, and method for producing an insulating glazing unit
KR102110935B1 (ko) 태양광 가로등
CA2380260A1 (en) Transparent thermal insulation device
WO2012164111A1 (es) Colector de calor solar
TWM565226U (zh) Building ventilation
KR101820052B1 (ko) 단열 및 기밀성이 우수한 에어충진도어
JP4091857B2 (ja) トロンブ壁パネル
KR20190005325A (ko) 차양매트 설치구조
JP2011254734A (ja) 潜熱蓄熱パネル、それを用いた蓄熱壁、および温室
KR100990711B1 (ko) 하우스용 판넬
CN211312933U (zh) 一种保温透气墙体
EP1644668A1 (en) A partition and method for controlling the temperature in an area
CN210663388U (zh) 顶部与周边外隔热的平板太阳能空气集热器
CN207829249U (zh) 一种幕墙结构
ES2431238T3 (es) Panel solar para sistema de acristalamiento
CN217420965U (zh) 一种隔温层具有降温效果的中空玻璃
CN212271427U (zh) 冷却-绝热-遮阳一体化天窗
CN212210894U (zh) 一种防短路光伏系统的框架结构
KR101972844B1 (ko) 에어캡을 이용한 단열장치
ES2273534B1 (es) Cubierta aislante transparente para aplicaciones solares termicas.
CN202627878U (zh) 具有通风口控制结构的全气候节能呼吸窗
JP5837977B2 (ja) 潜熱蓄熱パネル、それを用いた蓄熱壁、および温室
JPS6028930Y2 (ja) 太陽熱集熱器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11866642

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14123586

Country of ref document: US