WO2018226084A1 - Tanque de almacenamiento para calentadores solares - Google Patents

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WO2018226084A1
WO2018226084A1 PCT/MX2017/000063 MX2017000063W WO2018226084A1 WO 2018226084 A1 WO2018226084 A1 WO 2018226084A1 MX 2017000063 W MX2017000063 W MX 2017000063W WO 2018226084 A1 WO2018226084 A1 WO 2018226084A1
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tank
perforations
water
solar
internal
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PCT/MX2017/000063
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Inventor
Jorge Adrián MARTINEZ SILVA
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Martinez Silva Jorge Adrian
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    • 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
    • F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • 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
    • F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/30—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids
    • 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 present invention pertains to the field of solar water heaters, more specifically to the development of a tank or hot water tanks for the preservation of the temperature of hot water obtained in the solar heater itself.
  • Solar water heaters typically consist of two main structural elements; the solar collector that is responsible for capturing solar energy and transferring it to water;
  • the second element is the hot water storage tank or tank for later distribution.
  • Said second element, also called hot water tank, consists of an internal tank normally of metal or some polymeric material, which is thermally insulated, and an outer shell.
  • Hot water tanks are also often the reservoir for cold water to be heated, so that hot water moves to the top of the tank, due to the density gradient created by temperature differences.
  • the MX228503 patent, HEATER-TANK-TERMO-SOLAR describes a solar heater where it is possible to heat liquids (such as water), with solar energy, at 40 ° C or more and keep it at 40 ° C for 20 hours or longer, using the concept of storage and heater in the same device, which consists of a plastic tank covered with transparent plastic covers also containing a fluid to be dented with a black metal plate that captures solar radiation, a preheated system to avoid a short circuit thermal, all thermally insulated.
  • a solar heater consisting of a base and an outer cover
  • the base houses an electrical resistor, a cold liquid inlet tube and a hot liquid outlet tube.
  • the cover houses inside a cylindrical solar absorber formed by an absorption surface that has one or more spacers inside that allow a liquid chamber between the inside of the absorption surface and the outside of a thermo-tank .
  • thermosiphon principle consists of a thermo tank, a collector and a special support system, thus achieving an efficient, low-rise, simple system of manufacture and installation, optimizing the use of materials and pleasant sight.
  • the MX 327077 B THERMAL TANK WITH SOLAR HEATER EXCHANGER patent refers to a thermo tank for a flat solar collector solar radiation heater, which has a heat exchanger inside it to operate it indirectly.
  • Application MX / a / 2014/013317 WATER HEATER THROUGH SOLAR ENERGY shows a tank with hot water painted black, thermally insulated on the floor and with a double glass cover tempered transparent glass or not receiving solar radiation.- This Thermo black with double transparent cover, is fed with water in the lower part, hot water coming out from the upper part. With mirrors of the appropriate material, more solar rays are directed to the thermos, increasing the temperature of the hot water
  • a solar heater of the type comprising a flat solar energy collector, based on a thermally insulated frame, a transparent top cover and a parallel sheet collector plate, a thermally insulated storage container or tank; two fluid conductors that collect the collector with the tank; a unidirectional valve inserted in one of the ducts and a mirror placed on the upper edge of the manifold.
  • the present invention is directed to provide a water storage tank for solar heaters with a thermal coating, as well as the manufacturing process thereof.
  • FIG. 1 This is a front view of the tank where, (5) it indicates the location of the saddle gaskets in the perforations of the tank and (6) it indicates the location of the plastic logos that the tank must carry.
  • Figure 2. The view places us in front of the perforations for the tubes and describes the location and placement of the perforations.
  • (29 is the external tank, (9) a copper blue powder, (10) covers red powder and (11) covers black powder.
  • Figure 3. Shows the area of the channel where the perforations of the tank are located.
  • Figure 4. Side view of the tank in which it shows the placement of the internal tank inside the external tank. Where (1) is the internal tank. In addition, it shows us in a narrowed area the space where the insulating layer of the hot water tank goes.
  • Figure 5. It shows a side view of the tank that illustrates the location of the channel and the perforations in the tank. Where (4) and (3) are the stainless steel nipples.
  • Figure 6. Top view of the internal tank illustrating the position of the hexagonal insert.
  • Figure 7.- Shows an isometric view of the internal tank.
  • Figure 8. The illustration shows a view that places us in front of the internal tank channel, which describes the dimensions of the channel.
  • Figure 9. Bottom view illustrating the insert that is located in this part of the tank.
  • Figure 10. ⁇ A left side view illustrating the reliefs of the tank that can be seen from this view.
  • Figure 11.- Right side view that locates the third insert that is located in this part of the tank and also describes the location of the channel with respect to the horizontal of the tank.
  • Figure 12. Illustration of the external tank in the upper part in which the first perforation in the tank located coincides with an internal tank insert.
  • Figure 13. Illustration of the front part of the tank where the tank is subsequently drilled.
  • Figure 14. Bottom view of the tank that shows the location of the unique code that each piece must carry.
  • Figure 15. Side view of the lid that describes the position of the brass inserts, referring to the vertical of the tank.
  • Figure 16. Side view of the tank that shows the body of the tank disregarding the lid and which allows us to see the inside of the tank.
  • Figure 17. Side view of the lid in which it describes dimensions of the height of the lid.
  • Figure 18. Illustration that shows the inside of the lid and describes the dimensions of the circumference of the lid and it is possible to see the shape of the lid.
  • Figure 19 Illustration of a brass insert with internal thread that serves as a connection of the tank in which the stainless steel nipples are assembled.
  • FIG 20 - Figure of the stainless steel nipple with external thread at both ends which serve to connect the tank to a hydraulic network.
  • the present invention relates to a solar water heater or collector where the heater itself is a double wall tube which between both walls was extracted into the air and is vacuum sealed, the outer wall of the tube filters the radiation of the sun and the inner layer is painted with a metallic paint which absorbs the heat of solar radiation.
  • the heater In the heater the water inside is heated, this hot water rises to the tank or water container and moves towards the top by convection, due to the temperature and density.
  • the cold and denser water descends to the solar heater itself, heats up and the cycle repeats.
  • low temperature water and higher density goes to the bottom of the tank and from there to the solar heater, once it reaches a certain temperature it returns to the storage tank.
  • the water storage tank stores the hot water by continuous heating, but does not receive solar radiation and properly heats water, however it prevents the loss of heat from the water.
  • the water tank or container comprises a first tank or inner tank, a second tank or outer tank made of polyethylene, between both tanks a polyurethane thermal insulator is located.
  • the inner and outer tanks are manufactured by rotational molding with a medium density polyethylene resin.
  • the resin is selected to withstand an impact of 219.42 kg / m 2 (45 Ib / ft 2) being at a low temperature (min. -20 ° C) according to the procedure of ARM I (Association of Broken Molders International), with a thickness tai and applying the necessary process so that the internal and external tank retain the cylindrical shape without deformation, in addition the internal tank resists hot water up to a temperature of 90 ° C.
  • the first tank or internal tank can have a size of approximately 10cm X 96cm.
  • both channels comprise a plurality of perforations, in said perforations a plurality of silicone gaskets are located of approximately 58mm.
  • a plurality of silicone gaskets are located of approximately 58mm.
  • the union of the tubes of the solar collector with the tank is a pressure assembly between the tube and the tank, in the perforations of the internal tank there is a packing similar to a fixed retainer that serves as a fixing element of the tubes and also seals to avoid possible water leakage. Silicone gaskets are placed in all holes.
  • the thickness of the walls of the inner and outer tanks in the depleted area and in the rest of the tank is approximately 4.5mm +/- 0.5mm.
  • the capacity of the inner tank is 120 liters +/- 5 liters and the capacity of the tank Outside is 200 liters +/- 10 liters, both pass the leak test at a pressure of 1 kgf / cm 2 .
  • Hexagonal brass inserts of different sizes are integrated into the plastic tank during its manufacture by means of rotational molding.
  • the inner tank has 3 integrated inserts matching 3 holes in the outer tank.
  • the hexagonal inserts of the inner tank are mechanical unions by means of thread. Threaded nipples are placed in these inserts which pass through the insulation layer and the external tank to function as connections for installation.
  • nipples 1.90 cm (3/4 ") nipples are used for hot water connection and another cold water connection, the 1.27cm (1/2") nipple is used for the connection of an air jug.
  • the nipples are placed in the tank applying a torque of 389.6 - 438.
  • the internal tank at a first end has a perforation located at the bottom of the tank at a distance from the end of the tank, in said perforation a first hexagonal insert of 1.90 cm (3/4 ") is placed where a first nipple is also connected Said first nipple is connected to the pipe that supplies the cold water to the tank.
  • a second hole At the opposite end of the first end of the inner tank, at the top and located on the circular surface of the tank is a second hole, where a second hexagonal insert of 1.90 cm (3/4 ") and a second nipple are placed. Said second nipple is connected to the pipe that distributes the hot water.
  • the outer tank has two holes aligned with the first and second nipples of the inner tank, in such a way that it allows it to pass through and be free to be connected to the respective exterior pipes of cold water assortment and hot water distribution.
  • the polyurethane foam insulator consists of a mixture of polyol and isocyanate with a high density that allows a better thermal insulation. Said foam has a thickness of 50mm +/- 10mm.
  • the outer tank has two parts, a body and a lid, which They are welded to form the outer tank, both parts are manufactured in the same rotational molding process, have a thickness in the plastic of 4mm +/- 0.5mm.
  • the cut of the lid is made with fixed saw, the cut is made straight without undulations.
  • the lid is welded to the outer tank by automatic gun uniformly and without visible defects at 1m, the weld is polished at 45 to +/- 10a to eliminate excess.
  • the manufacturing process of the water container tank comprises the stages of:
  • the tank Once the tank has been manufactured, it is injected with air inside and with all the holes sealed under pressure to check that the tank is not leaking.
  • the second (outer) tank is cut one end to obtain the body of the external tank and the lid, excesses are eliminated and the cut is profiled.
  • the first (inner) tank is placed inside the second (outer) tank, the inner tank is clamped with the nipples assembled in the inner tank inserts and through the matching outer tank holes of the outer tank to keep the tanks volumetrically centered .
  • the lid is welded to the outer tank body with a weld of the same material.
  • a matrix of perforations centered on the internal tank channel is made.
  • the tank is detailed by performing internal and external cleaning, excess plastic and impurities are eliminated.
  • Plastic labels are placed on the tank with the mark and with and product specifications.
  • the water container tank of the present invention offers the advantages of achieving less heat recovery time from the water coming from the solar heater, less heat loss in the tank, greater durability up to 30 years, more hygienic materials since the tank does not impurities adhere

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Abstract

La presente invención se refiere a un calentador o colector solar de agua donde el calentador calienta el agua en su interior y se mueve hacia la parte superior del tanque o contenedor por convexión, debido a la temperatura y la densidad. El tanque de almacenamiento de agua, almacena el agua aliente por calentamiento continuo, no recibe la radiación solar y evita la perdida de calor del agua.

Description

TANQUE DE ALMACENAMIENTO
PARA CALENTADORES SOLARES
CAMPO TÉCNICO
La presente invención pertenece al campo de los calentadores solares de agua, más específicamente al desarrollo de tanque o termotanques para la preservación de la temperatura del agua caliente obtenida en el calentador solar propiamente dicho.
ANTECEDENTES:
Los calentadores solares de agua para consumo humano son conocidos desde hace más de un siglo, constituyendo una de las mejores soluciones para calentar un líquido de manera económica y amigable con el medio ambiente. En consecuencia, existen una gran cantidad de calentadores solares en el estado de la técnica los cuales son ineficientes en la forma de conservar el calor almacenado en el líquido cuando la temperatura ambiente baja.
Los calentadores solares de agua constan típicamente de dos elementos estructurales principales; el colector solar que se encarga de capturar la energía solar y transferirla al agua; el segundo elemento es el depósito o tanque de almacenamiento de agua caliente para su posterior distribución. Dicho segundo elemento, también llamado termotanque, consiste de un tanque interno normalmente de metal o algún material polimérico, el cual está aislado térmicamente, y una carcasa exterior.
Los termotanques frecuentemente también son el reservorio para el agua fría que se calentará, de tal modo que el agua caliente se traslada hacia la parte superior del tanque, debido al gradiente de densidad creado por las diferencias de temperatura.
En consecuencia, los calentadores solares de agua descritos en el estado de la técnica tienen como uno de sus principales problemas la eficiencia en la preservación del agua caliente durante largos períodos de tiempo, 12 o más horas. Dicho problema se ha pretendido resolver a través de diversos mecanismos, los cuales van desde utilizar termotanques pintados de negro, recubrir el tanque con películas plásticas negras o capas aislantes de poliuretano o desarrollar recubrimientos más complejos tal como se describe en las siguientes publicaciones.
La patente MX228503, CALENTADOR-TANQUE-TERMO-SOLAR, describe un calentador solar donde se logra calentar líquidos (como agua), con energía solar, a 40°C o mas y mantenerla a 40°C durante 20 horas o más tiempo, empleando el concepto de almacén y calentador en un mismo artefacto, el cual consta de un tanque de plástico cubierto con tapas transparentes de plástico también conteniendo un fluido por dentar con una placa metálica negra captadora de radiación solar, un sistema de precalentado para evitar un corto circuito térmico, todo aislado térmicamente.
La solicitud MX/a/2014/012207, CALENTADOR SOLAR CON BAJAS PERDIDAS TERMICAS Y METODOS DE INSTALACION DEL MISMO, proporciona un calentador solar constituido por una base y una cubierta exterior, la base aloja una resistencia eléctrica, un tubo de entrada de líquido frío y un tubo de salida de líquido caliente. La cubierta aloja en su interior a un absorbedor solar cilindrico formado por una superficie de absorción que tiene en su interior uno o más distanciadores que permiten que exista una cámara de líquido entre el interior de la superficie de absorción y el exterior de un termo-tanque.
En la patente MX 332226 B CALENTADOR SOLAR DE AGUA se provee un calentador solar de agua que funciona bajo el principio termosifón y que consta de un tanque termo, un colector y un sistema de soportes especiales, logrando asi un sistema eficiente de baja altura, sencillo de fabricación e instalación, optimizando el uso de materiales y de agradable vista.
La patente MX 327077 B TANQUE TERMO CON INTERCAMBIADOR PARA CALENTADOR SOLAR se refiere a un tanque termo para un calentador por radiación solar de colector solar plano, el cual tiene un intercambiador de calor dentro del mismo para hacerlo funcionar de forma indirecta. La solicitud MX/a/2014/013317 CALENTADOR DE AGUA MEDIANTE ENERGIA SOLAR, muestra un depósito con agua caliente pintado de negro, aislado térmicamente en el piso y con una doble cubierta de vidrio cristal transparente templado o no recibiendo la radiación solar.- Este termo negro con doble cubierta transparente, se alimenta con agua en la parte baja, saliendo agua caliente por la parte alta. Con espejos del material adecuado se dirigen más rayos solares al termo aumentando la temperatura del agua caliente
En la patente MX151700 MEJORAS EN CALENTADOR SOLAR, se hace referencia a mejoras en un calentador solar del tipo que comprende un colector plano de energía solar, a base de un marco aislado térmicamente, una cubierta superior transparente y una placa colectora de laminas paralelas, un recipiente o tanque de almacenamiento aislado térmicamente; dos conductores de fluido que colectan el colector con el tanque; una válvula unidireccional insertada en uno de los conductos y un espejo colocado sobre la arista superior del colector.
Como se ve es tan deseable contar con sistemas de captación de radiación solar cada vez más eficientes, como el contar y desarrollar tanques de almacenamiento del agua caliente que mantengan la temperatura del agua por un mayor tiempo y de manera más eficaz.
La presente invención está dirigida proporcionar un tanque de almacenamiento de agua para calentadores solares con un recubrimiento térmico, así como el proceso de fabricación del mismo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1.- Se trata de una vista frontal del tanque en donde, (5) indica la ubicación de los empaques de sillcón en las perforaciones del tanque y (6) indica la ubicación de los logotipos plásticos que debe llevar el tanque.
Figura 2.- La vista nos ubica de frente a las perforaciones para los tubos y nos describe la ubicación y colocación de las perforaciones. En donde (29 es el tanque extemo, (9) un cobre polvos color azul, (10) cubre polvos color rojo y (11) cubre polvos color negro. Figura 3.- Muestra el área del canal en donde se ubican las perforaciones del tanque.
Figura 4.- Vista lateral del tanque en la cual nos muestra la colocación del tanque interno dentro del tanque extemo. En donde (1) es el tanque interno. Además, nos muestra en una zona achurada el espacio donde va la capa aislante del termotanque.
Figura 5.- Muestra una vista lateral del tanque que ilustra la ubicación del canal y las perforaciones en el tanque. En donde (4) y (3) son los niples de acero inoxidable. Figura 6.- Vista superior del tanque interno que ilustra la posición del inserto hexagonal.
Figura 7.- Muestra una vista en isométrico del tanque interno.
Figura 8.- La ilustración nos muestra una vista que nos ubica de frente al canal del tanque interno, la cual nos describe las dimensiones del canal. Figura 9.- Vista inferior que ilustra el inserto que se ubica en esta parte del tanque.
Figura 10.· Una vista lateral izquierda que ilustra los relieves del tanque que se aprecian desde esta vista.
Figura 11.- Vista lateral derecha que ubica el tercer inserto que se ubica en esta parte del tanque y que también describe la ubicación del canal con respecto a la horizontal del tanque.
Figura 12.- Ilustración del tanque externo en la parte superior en la cual nos ubica la primera perforación en el tanque coincidente con un inserto del tanque interno. Figura 13.- Ilustración de la parte frontal del tanque que en donde posteriormente se perfora el tanque. Figura 14.- Vista inferior del tanque que nos muestra la ubicación del código único que debe llevar cada pieza.
Figura 15.- Vista lateral de la tapa que nos describe la posición de los insertos de latón, referidos a la vertical del tanque. Figura 16.- Vista lateral del tanque que nos muestra el cuerpo del tanque despreciando la tapa y la cual nos permite ver el interior del tanque.
Figura 17.- Vista lateral de la tapa en la cual nos describe dimensiones de la altura de la tapa.
Figura 18.- Ilustración que muestra el interior de la tapa y nos describe las dimensiones de la circunferencia de la tapa y es posible ver la forma de esta misma.
Figura 19.- Ilustración de un inserto de latón con rosca interna que sirve como conexión del tanque en la cual ensamblan los niples de acero inoxidable.
Figura 20.- Figura del niple de acero inoxidable con rosca extema en ambos extremos los cuales sirven para hacer la conexión del tanque a una red hidráulica.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un calentador o colector solar de agua donde el calentador propiamente dicho, es un tubo de doble pared el cual entre ambas paredes fue extraído al aire y se encuentra sellado al vacío, la pared exterior del tubo filtra la radiación del sol y la capa interna está pintada con una pintura metálica la cual absorbe el calor de la radiación solar. En el calentador se calienta el agua en su interior, esta agua caliente asciende al tanque o contenedor de agua y se mueve hacia la parte superior por convexión, debido a la temperatura y la densidad. El agua fría y más densa desciende hacia el calentador solar propiamente dicho, se calienta y se repite el ciclo. Una vez homogenizada la temperatura del agua en el tanque, ésta se mantiene por la continuación del ciclo: agua de baja temperatura y mayor densidad va al fondo del tanque y de ahí al calentador solar, una vez que alcanza una temperatura determinada regresa al tanque de almacenamiento. El tanque de almacenamiento de agua, almacena el agua caliente por el continuo calentamiento, pero no recibe la radiación solar y propiamente calienta agua no obstante evita la perdida de calor del agua.
El tanque o contenedor de agua comprende un primer tanque o tanque interior, un segundo tanque o tanque exterior fabricado con polietileno, entre ambos tanques se ubica un aislante térmico de poliuretano.
Los tanques interior y exterior se fabrican por rotomoldeo con una resina de polietileno de densidad media. La resina se selecciona para resistir un impacto de 219.42 kg/m2 (45 Ib/ft2) estando a baja temperatura (min. -20° C) de acuerdo al procedimiento de la ARM I (Asociación de Roto Moldeadores Internacional), con un grosor tai y aplicando el proceso necesario para que el tanque interno y extemo conservan la forma cilindrica sin sufrir deformaciones, además el tanque interno resiste agua caliente hasta una temperatura de 90°C. El primer tanque o tanque interno puede tener un tamaño de aproximadamente 10cm X 96cm. El canal del tanque interno y el área del canal del tanque extemo coincidente con el canal del tanque interno ubicado a 28° C de la horizontal del tanque, ambos canales comprenden una pluralidad de perforaciones, en dichas perforaciones se ubica una pluralidad de empaques de silicón de aproximadamente 58mm. De esta forma las perforaciones en el canal del tanque interno y las perforaciones del tanque externo son concéntricas. El tanque interior como el tanque exterior se alinean de manera que el canal y las perforaciones sean co-lineates.
La unión de los tubos del colector solar con el tanque es un ensamble a presión entre el tubo y el tanque, en las perforaciones del tanque interno se encuentra un empaque parecido a un retén fijado que sirve como elemento de fijación de los tubos y también sella para evitar la posible fuga de agua. En todos los orificios se colocan empaques de silicón.
El espesor de las paredes de los tanques interior y exterior en la zona achurada y en el resto del tanque es de aproximadamente 4.5mm +/- 0.5mm. La capacidad del tanque interior es de 120 litros +/- 5 litros y la capacidad del tanque exterior es de 200 litros +/- 10 litros, ambos pasan la prueba de fugas a una presión de 1 kgf/cm2.
Insertos hexagonales de latón de distintas medidas se integran al tanque plástico durante su fabricación por medio de rotomoldeo.
El tanque interno cuenta con 3 insertos integrados coincidentes con 3 perforaciones en el tanque exterior. Los insertos hexagonales del tanque interior son uniones mecánicas por medio de rosca. En estos insertos son colocados Niples roscados los cuales atraviesan la capa de aislante y el tanque externo para fungir como conexiones para su instalación.
Niples de 1.90 cm (3/4") se usan en para conexión de agua caliente y otra conexión de agua fría, el niple de 1.27cm (1/2") se usa para la conexión de un jarro de aire. Los niples se colocan en el tanque aplicando un torque de 389.6 - 438. Kg/m2 (80 - 90 Ibf/ft2) para el niple de 1.90 cm y de 292.2 - 340.9 (60 - 70 Ibf/ft2) para el niple de 1.27 cm.
El tanque interno en un primer extremo tiene una perforación ubicado en la parte inferior del tanque a una distancia del extremo del tanque, en dicha perforación se coloca un primer inserto hexagonal de 1.90 cm (3/4") donde también se conecta un primer niple. Dicho primer niple se conecta con la tubería que surte el agua fría al tanque.
En el extremo opuesto al primer extremo del tanque interior, en ia parte superior y ubicado en la superficie circular del tanque se ubica una segunda perforación, donde se coloca un segundo inserto hexagonal de 1.90 cm (3/4") y un segundo niple. Dicho segundo niple se conecta a la tubería que distribuye el agua caliente.
El tanque exterior, cuenta con dos perforaciones alineadas con los niples primero y segundos del tanque interior, de tal manera que permite lo atraviesen y estén libres para ser conectados a las respectivas tuberías exteriores de surtido de agua fría y distribución de agua caliente. El aislante de espuma de poliuretano consiste de una mezcla de poliol e isocianato con una alta densidad que permite un mejor aislado térmico. Dicha espuma tiene un espesor de 50mm +/- 10mm.
El tanque exterior cuenta con dos partes, un cuerpo y una tapa, las cuales están soldadas para conformar el tanque exterior, ambas partes son fabricadas en el mismo proceso de rotomoldeo, tienen un espesor en el plástico de 4mm +/- 0.5mm. El corte de la tapa se hace con sierra fija, el corte se hace recto sin ondulaciones. La tapa se suelda al tanque exterior mediante pistola automática de manera uniforme y sin defectos visibles a 1m, se pule la soldadura a 45 a +/- 10a para eliminar excesos.
El proceso de fabricación del tanque contenedor de agua comprende las etapas de:
1. En un molde se colocan los insertos en la ubicación correspondiente y se vierte la suficiente resina de polietileno para la fabricación de un primer tanque (interior) hueco de forma cilindrica y con todas las características indicadas, relieves, bajorrelieves, perforaciones, etc.
2. Una vez fabricado el taque, a este se le inyecta aire en el interior y con todos los orificios sellados a presión para comprobar que el tanque no presente fugas.
3. En un molde se colocan los insertos en la ubicación correspondiente y se vierte la suficiente resina de polietileno para la fabricación de un segundo tanque (exterior) hueco de forma cilindrica y con las características indicadas, relieves, bajorrelieves, perforaciones, etc.
4. Al segundo tanque (exterior) se le corta un extremo para obtener el cuerpo del tanque externo y la tapa, se eliminan excesos y se perfila el corte.
5. Se coloca el primer tanque (interior) adentro del segundo tanque (exterior), el tanque interno se sujeta con los niples ensamblados en los insertos del tanque interno y atraviesan los orificios del tanque externo coincidentes del tanque externo para mantener los tanques volumétricamente centrados.
6. Se colocan cubre polvos en cada uno de los niples, se aprietan los niples con un torque adecuado.
7. Ensamblados ambos tanques se vierte ia mezcla de poliol e isocianato aun liquida entre ambos tanques para rellenar el espacio intermedio entre los tanques. La mezcla empieza curar y expande tomando la forma del espacio que la contiene.
8. Se coloca la tapa del tanque externo y se deja que la mezcla cure por completo.
9. Se suelda la tapa al cuerpo del tanque exterior con una soldadura del mismo material.
10. Se realiza una matriz de perforaciones centradas en el canal del tanque interno.
11.Se colocan empaques en el tanque interno en cada una de las perforaciones realizadas.
12. Se detalla el tanque realizándole limpieza interna y externa, se eliminan excesos de plástico e impurezas.
13.Se colocan etiquetas plásticas en el tanque con la marca y con y especificaciones del producto.
1 . Insertar tubos del calentador solar en cada una de las perforaciones en el canal del tanque interno.
El tanque contenedor de agua de la presente invención ofrece las ventajas de lograr un menor tiempo de recuperación de calor del agua proveniente del calentador solar, menor perdida de calor en el tanque, mayor durabilidad hasta de 30 años, materiales más higiénicos pues al tanque no se le adhieren impurezas

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un calentador solar de agua donde el calentador es un tubo de doble pared el cual entre ambas paredes fue extraído al aire y se encuentra sellado al vacío, la pared exterior del tubo filtra la radiación del sol y la capa interna está pintada con una pintura metálica la cual absorbe el calor de la radiación solar y el tanque de almacenamiento de agua almacena el agua caliente en continuo calentamiento, no recibe la radiación solar y evita la perdida de calor del agua, caracterizado porque el tanque de agua comprende un primer tanque o tanque interior, un segundo tanque o tanque exterior fabricado con polietileno, entre ambos tanques se ubica un aislante térmico de poliuretano.
2. El calentador solar según la reivindicación 1, caracterizado porque los tanques interior y exterior se fabrican por rotomoldeo con una resina de polietileno de densidad media; dicha resina resiste al menos un impacto de 219.42 kg/m2 (45 Ib/ft2' estando a baja temperatura (min. -20° C); y de tal manera los tanques interno y extemo conservan la forma cilindrica sin sufrir deformaciones; además el tanque interno resiste agua caliente hasta una temperatura de 90°C.
3. El calentador solar según la reivindicación 1, caracterizado porque los tanques interior y exterior comprenden cada uno un canal; dicho canal del tanque interno y el área del canal del tanque externo coincidente con el canal del tanque interno se ubica a 28° C de la horizontal del tanque; ambos canales comprenden una pluralidad de perforaciones, en dichas perforaciones se ubica una pluralidad de empaques de silicón y las perforaciones en el canal del tanque interno y las perforaciones del tanque extemo son concéntricas; el tanque interior como el tanque exterior se alinean de manera que el canal y las perforaciones sean co-lineales.
4. El calentador solar según la reivindicación 1 , caracterizado porque la unión de los tubos del colector solar con el tanque es un ensamble a presión entre el tubo y el tanque; en las perforaciones del tanque interno se encuentra un empaque de retén fijado para la fijación de los tubos y sella evitando fugas de agua; los mencionados orificios tienen empaques de silicón.
5. El calentador solar según la reivindicación 1 , caracterizado porque Insertos hexagonales de latón de distintas medidas se integran al tanque plástico durante su fabricación por medio de rotomoldeo.
6. El calentador solar según la reivindicación 1 , caracterizado porque el tanque interno cuenta con 3 insertos integrados coincidentes con 3 perforaciones en el tanque exterior; dichos insertos hexagonales del tanque interior son uniones mecánicas por medio de rosca, en los insertos tiene colocados niples roscados los cuales atraviesan la capa de aislante y el tanque externo y son conexiones de instalación; primeros niples se usan en para conexión de agua caliente y otra conexión de agua fría; segundos niples se usa para la conexión de un jarro de aire.
7. El calentador solar según la reivindicación 1, caracterizado porque el tanque interno en un primer extremo tiene una perforación ubicado en la parte inferior del tanque a una distancia del extremo del tanque, en dicha perforación se coloca un primer inserto hexagonal donde también se conecta un primer niple; dicho primer niple se conecta con la tubería que surte el agua fría al tanque.
8. El calentador solar según la reivindicación 1, caracterizado porque el extremo opuesto al primer extremo del tanque interior, en la parte superior y ubicado en la superficie circular del tanque se ubica una segunda perforación, donde se coloca un segundo inserto hexagonal y un segundo niple; dicho segundo niple se conecta a la tubería que distribuye el agua caliente.
9. El calentador solar según la reivindicación 1, caracterizado porque el tanque exterior, cuenta con dos perforaciones alineadas con los niples primero y segundos del tanque interior, de tal manera que permite lo atraviesen y estén libres para ser conectados a las respectivas tuberías exteriores de surtido de agua fría y distribución de agua caliente.
10. El calentador solar según la reivindicación 1, caracterizado porque el aislante de espuma de poliuretano consiste de una mezcla de poliol e isocianato con una alta densidad y mejor aislado térmico; dicha espuma tiene un espesor de aproximadamente 50mm +/- 10mm.
11. El calentador sotar según la reivindicación 1, caracterizado porque el tanque exterior cuenta con un cuerpo y una tapa, las cuales están soldadas para conformar el tanque exterior; dichos cuerpo y tapa son fabricadas en el mismo proceso de rotomoldeo, tienen un espesor de aproximadamente 4mm +/- 0.5mm; dicha tapa esta soldada al tanque exterior de manera uniforme y sin defectos visibles.
12. Un proceso fabricación del tanque contenedor de agua comprende las etapas de:
a) colocar en un molde cilindrico los insertos en la ubicación correspondiente y verter resina de polietileno para la fabricación de un primer tanque interior hueco de forma cilindrica;
b) desmoldar el tanque e inyectar aire en el interior y con todos los orificios sellados a presión para comprobar que el tanque no presente fugas.
c) colocar en un molde los insertos en la ubicación correspondiente y verter resina de polietileno para la fabricación de un segundo tanque exterior hueco de forma cilindrica.
d) Desmoldar el segundo tanque exterior y cortar un extremo para obtener el cuerpo del tanque externo y la tapa, se eliminan excesos y se perfila el corte. e) colocar en el primer tanque interior adentro del segundo tanque exterior, sujetar al tanque interno los niples ensamblados en los insertos del tanque interno y atravesar los orificios del tanque externo coincidentes del tanque externo para mantener los tanques volumétricamente centrados.
f) colocar cubre polvos en cada uno de los niples, apretar los niples
g) rellenar con la mezcla de poliol e Isocianato liquida el espacio entre ambos tanques.
h) colocar la tapa del tanque extemo y dejar que se cure la mezcla y soldar la tapa al cuerpo del tanque exterior con una soldadura del mismo material. i) realizar una matriz de perforaciones centradas en el canal del tanque interno, j) colocar empaques en el tanque interno en cada una de las perforaciones realizadas.
k) Insertar tubos del calentador solar en cada una de las perforaciones en el canal del tanque interno.
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