ES2313852A1 - Panel solar termico. - Google Patents
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Abstract
El panel solar térmico comprende una cubierta exterior (2) constituida por un doble acristalamiento (5 y 6) entre cuyos cristales se establece una cámara estanca (7) por la que discurre un circuito (8) para un líquido calo-portador, que es calentado, además del calentamiento que se establece en el circuito externo (14) o circuito estándar de un panel solar. La cámara (7) es de grosor variable, de manera que el cristal inferior (6) está tratado por una de sus caras mediante óxidos, metálicos, y cuya cara corresponde a la de enfrentamiento del circuito hidráulico (8), al objeto de que tenga una muy baja trasmisibilidad lumínica y por lo tanto un alto poder reflectante, produciendo un efecto de reflexión inducida de los rayos solares con el consiguiente incremento del rendimiento del panel por aumento de la radiación que percibe.
Description
Panel solar térmico.
La presente invención se refiere a un panel
solar térmico, cuya evidente finalidad es la de aprovechar la
energía proporcionada por los rayos solares para conseguir el
calentamiento de un líquido calo-portador,
preferentemente agua, que provendrá de un depósito acumulador o
fuente de alimentación directa, a fin de que realice el efecto
intercambiador de calor para conseguir que el aludido líquido
calo-portador se caliente doblemente.
El objeto de la invención es mejorar el
rendimiento de los colectores solares y convertirlos así en paneles
solares térmicos.
Un colector solar o panel solar térmico es un
dispositivo que sirve para aprovechar la energía de la radiación
solar, transformándola en energía térmica para usos domésticos o
comerciales, pudiéndose distinguir tres grandes grupos de
colectores:
- -
- Colectores planos protegidos.
- -
- Colectores planos no protegidos.
- -
- Tubos de vacío.
Independientemente de las características de los
colectores planos no protegidos y de los tubos de vacío, que en el
presente caso no se describen por su poca utilización, en relación
con los colectores planos protegidos, como dispositivos mas
utilizados, cabe decir que éstos suelen estar constituidos por una
caja rectangular cuyas dimensiones son variables, presentando una
cara expuesta al sol con una cubierta de vidrio, siendo el resto de
las caras opacas y aisladas térmicamente. En el interior de la caja
y expuesta al sol detrás del vidrio se sitúa una placa metálica
unida o soldada a una serie de conductores por los que fluye el
liquido calo-portador, ya sea agua, glicol, o una
mezcla de ambos, aplicándose además a dicha placa un tratamiento
selectivo para que aumente su absorción de calor o simplemente se
le pinta de negro.
Los colectores solares planos funcionan
aprovechando el efecto invernadero, de manera que la radiación
solar incide sobre el vidrio, que al estar convenientemente
orientado, actúa como un filtro para ciertas longitudes de onda de
la radiación, dejando pasar fundamentalmente la luz visible y
calentando la placa negra que, a su vez, se convierte en emisora de
la radiación en onda larga (infrarrojos) por su escasa
temperatura.
El vidrio es opaco a esta radiación, por lo que
el recinto de la caja se calienta por encima de la temperatura
exterior, a pesar de las pérdidas por transmisión que sufre el
vidrio, que es un mal aislante térmico, bien conocido por
todos.
De esta manera, el líquido
calo-portador que circula por los conductos se
calienta a su vez, transportando la energía térmica a donde se
desee.
Pues bien, el rendimiento de los colectores
mejora cuanto menor sea la temperatura existente en el líquido
calo-portador, puesto que a mayor temperatura en el
interior de la caja respecto al exterior, mayores serán las
pérdidas por transmisión en el vidrio. También, a mayor temperatura
de la placa captadora menor será la longitud de onda de su
radiación y el vidrio tendrá más transparencia a ella.
Asimismo, cabe destacar el hecho de que el
líquido calo-portador se caliente únicamente por el
correspondiente circuito hidráulico que está instalado dentro de la
caja.
El panel solar térmico que se preconiza,
presenta una serie de particularidades que permiten obtener una
mejora sustancial en el rendimiento del mismo, para lo cual se ha
previsto que la cubierta exterior, que facilita al máximo la
transmisión luminosa, está determinada por un doble acristalamiento
que establece un espacio intermedio entre cristales o cámara
estanca de grosor variable, por la que se hace circular con flujo
variable en circuito abierto o cerrado, y según circunstancias
predefinidas, el líquido calo-portador, normalmente
agua, que provendrá de un depósito acumulador o fuente de
alimentación directa, a fin de que realice el efecto intercambiador
de calor para conseguir que el líquido calo-portador
referido se caliente en el interior de la caja doblemente, por una
parte al hacer pasar dicho líquido calo-portador
entre las capas de doble acristalamiento de la cubierta exterior, y
por otro lado al hacer pasar el líquido
calo-portador por el circuito estanco con que
normalmente cuentan los colectores solares convencionales.
El cristal correspondiente a la parte interior
de esa cubierta exterior de doble acristalamiento, estará tratado
por una de sus caras con compuestos específicos, normalmente óxidos
metálicos, y cuya cara de tratamiento es la que queda enfrentada al
correspondiente circuito hidráulico que se encuentra situado en el
fondo de la caja, todo ello con objeto de que se tenga una muy baja
transmisibilidad lumínica, es decir que se tenga un alto poder
reflectante, lo que produce un efecto de reflexión inducida de los
rayos solares, con el consiguiente incremento del rendimiento del
panel por el aumento de radiación que percibe.
En cuanto a la cámara estanca de grosor variable
determinada por el doble acristalamiento, la misma estará cerrada
herméticamente mediante cualquier componente separador entre las
capas de cristal, al objeto de conseguir estanqueidad,
introduciendo en ese componente separador el número de conectores
suficientes para instalar los componentes necesarios para que
funcione la instalación adecuadamente, tales como sonda de
temperatura y presión, válvulas de fuga, de sangrado y desagüe,
racores de interconexión rápida, tanto para acople con otros
paneles como con otros colectores solares, ya sea en serie o en
paralelo, así como válvulas de entrada y salida del líquido
calo-portador con sistema antirretorno e incluso con
muelle regulador de caudal a la entrada o salida de las mismas,
además de incluir válvulas de seguridad para prevenir roturas por
sobre-presión y cuantos otros elementos sean
necesarios para garantizar su funcionamiento.
En base a las características referidas, es
evidente que la cubierta exterior de doble acristalamiento
constituye un intercambiador de calor que permite mejorar e
incrementar notablemente la superficie activa que recibe la
radiación solar, así como reducir sus pérdidas energéticas por
trasmisibilidad del vidrio, al mismo tiempo que se ve igualmente
mejorado el rendimiento por el efecto de reflexión inducida que se
crea por el tipo de cristal usado en el doble acristalamiento.
Todos esos efectos mencionados suponen un
beneficio importante que compensa sobradamente el incremento del
coste constructivo y de instalación del panel solar térmico de la
invención.
Además, en base a esas comentadas
características, el panel solar térmico presenta las siguientes
ventajas:
- -
- Mejora del rendimiento, al dotar al panel de una cubierta exterior conformada por un doble acristalamiento que reduce las pérdidas por trasmisibilidad, haciendo que circule por su interior un líquido calo-portador al objeto de incrementar su temperatura, sea cual sea su destino final, consiguiendo con ello ampliar de forma importante la superficie sensible a la radiación solar y con ello, y de forma doble, la eficacia del panel.
- -
- Utilización de un cristal en el doble acristalamiento de baja trasmisibilidad lumínica, es decir de alto poder reflectante, dando cara al circuito hidráulico instalado en el interior de la carcasa para conseguir el efecto de reflexión inducida, incrementando con ello la radiación solar final que recibe el panel y por lo tanto aumentando su eficacia.
- -
- Utilización del panel solar como colector solar, ya sea en instalaciones fotovoltaicas y/o en instalaciones térmico-solares.
- -
- Utilización del líquido calo-portador que circula por la cámara de doble acristalamiento de la cubierta, para preservar la integridad de la instalación en caso de inclemencias meteorológicas y/o evitar determinadas sombras de condensación que se forman en la cubierta exterior del propio panel.
Para complementar la descripción que
seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor
comprensión de las características del invento, de acuerdo con un
ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña
como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en
donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado
lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación según
una perspectiva general de lo que es la cubierta exterior de doble
acristalamiento como elemento fundamental del panel solar de la
invención, apreciándose una zona rota de dicha cubierta para dejar
ver las características estructurales de la misma.
La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva
precisamente de la cubierta exterior del panel solar de la
invención.
La figura 3.- Muestra una aplicación práctica de
lo que es el panel solar térmico de la invención con las novedades
que incorpora el mismo.
Como se puede ver en las figuras referidas, y en
relación concretamente con la figura 3, puede observarse una pareja
de paneles solares térmicos (1) con la cubierta exterior (2)
formada por un doble acristalamiento, sobre la que inciden los
rayos solares (3), y todo ello montado sobre la pendiente de un
tejado (4).
Pues bien, la característica fundamental del
panel solar o de los paneles solares (1), es que la cubierta
exterior (2) está constituida por un doble acristalamiento (5 y 6)
entre los que se establece una separación para determinar una
cámara estanca (7) de grosor variable, a través de la cual se hace
circular con flujo variable, en circuito abierto o cerrado, un
líquido calo-portador, además y conjuntamente o no,
según necesidades puntuales de diseño, del que normalmente circula
por el circuito instalado en la carcasa y que lo hace a través de
una tubería o circuito de cobre o similar (8).
El cristal externo (5) de la cubierta exterior
(2) de doble acristalamiento, será normalmente templado, mientras
que el cristal interior (6) puede o no ser templado,
estableciéndose en la cámara estanca (7) determinada entre el doble
acristalamiento (5 y 6), la correspondiente entrada (9) y salida
(10) para el líquido calo-portador, el cual es hecho
pasar a través de un intercambiador de calor (11) con una salida
(12) para alimentación, por ejemplo a un grifo (13), de manera que
el circuito hidráulico (14) de circulación del líquido
calo-portador, es impulsado hacia la entrada (9) por
medio de una motobomba (15), según el sentido de recorrido indicado
por las flechas de la figura 3, de manera que en esa circulación en
circuito cerrado, se produce un calentamiento del agua en el
intercambiador de calor (11) para que esta agua pueda ser
aprovechada para cualquier uso.
El cristal interior (6) de la cubierta exterior
(2), está tratado en una de sus caras con compuestos específicos,
preferentemente óxidos metálicos, quedando dicha zona tratada
enfrentada al circuito hidráulico (8), al objeto de conseguir un
alto poder reflectante que producirá un efecto de reflexión
inducida, con el consiguiente incremento del rendimiento del panel
por aumento de la radiación que percibe.
Finalmente, en la cubierta (2) de doble
acristalamiento, se incluirá una placa de aluminio inferior (16)
o/y de cualquier otro componente a fin de darle rigidez y sellar al
panel, tal y como se deja ver en las figuras.
Por último decir que el panel solar térmico
descrito se complementará con sistemas tales como un sistema de
captación, un sistema de acumulación para acumular líquido
calo-portador, un sistema hidráulico a base de
tuberías, racores, etc., un sistema de intercambio, un sistema de
control de funcionamiento y un sistema de energía auxiliar para
incrementar la temperatura final del líquido
calo-portador.
Claims (4)
1. Panel solar térmico, que comprendiendo una
cubierta exterior (2), bajo la cual queda dispuesto un circuito
hidráulico (8), con la colaboración de una placa inferior de
aluminio (16) u otro material de rigidez adecuada, y un marco de
cualquier tipo de material resistente, se caracteriza porque
la cubierta exterior (2) está constituida por un doble
acristalamiento (5 y 6), determinándose entre ambos cristales una
cámara estanca (7) de grosor variable, a través de la cual se hace
circular un líquido calo-portador, preferentemente
agua, para elevar su temperatura, tanto por el circuito considerado
como estándar (14), como el circuito (8) que se establece en la
cámara de doble acristalamiento (7).
2. Panel solar térmico, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque el cristal superior (5) de la cubierta
externa (2) de doble acristalamiento, es templado, mientras que el
cristal inferior (6) puede o no ser templado, habiéndose previsto
que dicho cristal interno (6) presente en su cara de enfrentamiento
al circuito hidráulico (8) un tratamiento con compuestos
específicos, preferentemente a base de óxidos metálicos, que
proporcionan a esa cara un alto poder reflectante que propicie el
efecto de reflexión inducida, en orden a aumentar el rendimiento
del propio panel, por la mayor radiación solar final que se
percibe.
3. Panel solar térmico, según reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la cubierta exterior (2)
constituye un intercambiador de calor que permite que el líquido
que se hace circular a través de la propia cámara (7) establecida
entre el doble acristalamiento (5 y 6), sufre un incremento de
temperatura proporcional a los rayos solares que recibe el panel y
al tiempo de permanencia de dicho líquido en la cámara (7).
4. Panel solar térmico, según reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque opcionalmente se incluyen
accesorios y dispositivos tales como sistema de captación, sistema
hidráulico, sistema de acumulación, sistema de intercambio, sistema
de control y sistema de energía auxiliar, para complementar con
paneles solares fotovoltaicos.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2313852A1 true ES2313852A1 (es) | 2009-03-01 |
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---|---|---|---|
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---|---|
ES (1) | ES2313852B1 (es) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3972317A (en) * | 1975-05-12 | 1976-08-03 | Energy Systems, Inc. | Solar fluid heater |
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US4129117A (en) * | 1975-04-21 | 1978-12-12 | The British Petroleum Company Limited | Solar energy collector |
US4278074A (en) * | 1979-06-25 | 1981-07-14 | Alpha Solarco Inc. | Flat plate solar collector |
DE19800560C1 (de) * | 1998-01-09 | 1999-04-15 | Thomas Schwertmann | Solarflachkollektor zur Erhitzung von Luft oder anderen gasförmigen Fluiden |
-
2008
- 2008-05-23 ES ES200801521A patent/ES2313852B1/es not_active Expired - Fee Related
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