ES2322786B1 - COMPENSATOR FOR SOLAR COLLECTOR INSTALLATIONS AND SOLAR CAPTURE INSTALLATION PROVIDED WITH SUCH COMPENSATOR. - Google Patents
COMPENSATOR FOR SOLAR COLLECTOR INSTALLATIONS AND SOLAR CAPTURE INSTALLATION PROVIDED WITH SUCH COMPENSATOR. Download PDFInfo
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Abstract
Compensador para instalaciones de captadores solares e instalación de captación solar provista con dicho compensador.Compensator for collector installations solar and solar collection facility provided with said compensator.
Compensador para instalaciones de captación solar que comprende un recipiente para el almacenamiento de líquido provisto de dos bocas de entrada y dos bocas de salida, incluyendo un sistema indicador de nivel y una instalación de captación solar que comprende captadores solares a través de los cuales circula un fluido impulsado por medios de bombeo provista de dicho compensador, tal que en una condición de no funcionamiento de los medios de bombeo, el fluido que circula es depositado en el interior del compensador, en el que una de las bocas de entrada del compensador recibe fluido caliente procedente de la zona del captador solar mientras que al menos una de las bocas de salida está conectada a un conducto rebosadero.Compensator for collection facilities solar comprising a container for liquid storage provided with two inlets and two outlets, including a level indicator system and a solar collection system comprising solar collectors through which a fluid driven by pumping means provided with said compensator, such that in a condition of non-functioning of the means of pumping, the circulating fluid is deposited inside the compensator, in which one of the compensator inlets receives hot fluid from the solar collector area while at least one of the outlets is connected to an overflow conduit.
Description
Compensador para instalaciones de captadores solares e instalación de captación solar provista con dicho compensador.Compensator for collector installations solar and solar collection facility provided with said compensator.
La presente solicitud de Patente de Invención tiene por objeto el registro de un compensador para instalaciones de captadores solares que incorpora notables innovaciones y ventajas.The present invention patent application It aims to register a compensator for installations of solar collectors that incorporates notable innovations and advantages.
Más concretamente, hace referencia a un compensador para instalaciones de captación solar y a una instalación de captación solar que comprende captadores solares a través de los cuales circula un fluido impulsado por medios de bombeo provista de dicho compensador.More specifically, it refers to a compensator for solar collection facilities and at a solar collection system comprising solar collectors a through which circulates a fluid driven by means of pumping provided with said compensator.
Son conocidos sistemas de protección destinados para instalaciones de energía solar para evitar sobrecalentamientos y heladas.They are known protection systems intended for solar energy installations to avoid overheating and frost.
Habitualmente para la prevención de las heladas se trabaja con una mezcla de agua y anticongelante como fluido portador. Pero si se llega a condiciones más frías de las previstas los elementos de la instalación que están dispuestos a la intemperie, tales como por ejemplo, captadores o tuberías superiores, solamente mediante el sudo de líquido anticongelante no es suficiente para evitar la rotura de tales componentes.Usually for frost prevention It works with a mixture of water and antifreeze as a fluid carrier. But if it reaches colder conditions than expected the elements of the installation that are willing to weathering, such as for example, collectors or pipes upper, only by means of non-freezing liquid sweat It is enough to prevent breakage of such components.
Por otro lado, un problema de exceso de temperatura en periodos de estacionamiento se suele resolver por medio de disipadores térmicos o el tapado del campo de colectores.On the other hand, a problem of excess of temperature in parking periods is usually resolved by heat sink medium or field cover collectors
La opción del disipador térmico es eficaz en la propia disipación del sobrecalentamiento el problema de las heladas persiste con esta elección, y es necesario recurrir a otro sistema de seguridad adicional para evitar el riesgo de rotura de elementos por congelación.The heatsink option is effective in the own overheating dissipation frost problem persists with this choice, and it is necessary to resort to another system Additional security to avoid the risk of breakage of elements by freezing.
Por lo tanto, la opción del disipador térmico se convierte en una opción con un coste elevado debido al coste del propio disipador así como por la necesidad de otro sistema adicional a éste para evitar problemas que el disipador no resuelve. Otro inconveniente ni menos importante es el consumo innecesario de energía para su funcionamiento.Therefore, the heatsink option is becomes an option with a high cost due to the cost of own heatsink as well as the need for another system additional to this to avoid problems that the heatsink doesn't solve. Another disadvantage is not less important consumption unnecessary energy for its operation.
Con el tapado del campo de colectores en épocas de no utilización de la instalación se resuelve el problema del sobrecalentamiento, pero no el problema de las heladas. Además, es un gran inconveniente para el usuario tener que acceder a la instalación para proceder al tapado, y en caso de cese de la bomba por una avería, el estancamiento del fluido en la instalación se produciría sin conocimiento del usuario, pudiéndose producir igualmente un sobrecalentamiento del fluido de la instalación. En caso de heladas no existiría solución a este problema mediante el procedimiento descrito.With the cover of the field of collectors in times if the installation is not used, the problem of overheating, but not the frost problem. It is also a great inconvenience for the user to have to access the installation to cover, and in case of cessation of the pump due to a breakdown, the stagnation of the fluid in the installation is would produce without user knowledge, being able to produce also an overheating of the installation fluid. In In case of frost there would be no solution to this problem through described procedure
Otro inconveniente no menos importante en las instalaciones actuales es el hecho de que están equipadas con un número relativamente elevado de componentes, tales como por ejemplo, vasos de expansión, purgadores, válvulas de retención y separadores de burbujas, que encarecen el coste de la citada instalación.Another inconvenience no less important in the current facilities is the fact that they are equipped with a relatively high number of components, such as, for example, expansion vessels, traps, check valves and bubble separators, which increase the cost of the aforementioned installation.
La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un compensador que resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación.The present invention has been developed with the in order to provide a compensator to solve the inconveniences previously mentioned, also providing other advantages additional that will be evident from the description that is accompanies next.
Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un compensador para instalaciones de captación solar, y se caracteriza por el hecho de que comprende un recipiente para el almacenamiento de líquido provisto de dos bocas de entrada y dos bocas de salida, incluyendo un sistema indicador de nivel del líquido contenido en el interior de dicho recipiente, estando el interior del recipiente dividido por una pared de separación en dos compartimentos comunicados entre sí.It is therefore an object of the present invention provide a compensator for installations of solar collection, and is characterized by the fact that it comprises a liquid storage container with two mouths input and two outlets, including an indicator system of level of the liquid contained inside said container, the inside of the container being divided by a wall of separation into two compartments communicated with each other.
Preferentemente, el recipiente tiene una forma sensiblemente rectangular en el hecho de que uno de los compartimentos tiene un volumen mayor que el otro compartimiento.Preferably, the container has a shape substantially rectangular in the fact that one of the compartments have a volume greater than the other compartment.
Según otro aspecto de la invención, en una de las entradas sobresale en dirección al interior del recipiente un conducto provisto en su extremo superior de una pluralidad de orificios.According to another aspect of the invention, in one of the entries protrude in the direction of the inside of the container a conduit provided at its upper end with a plurality of holes
Es otro objeto de la invención proporcionar una instalación de captación solar que comprende captadores solares a través de los cuales circula un fluido impulsado por medios de bombeo, y se caracteriza por el hecho de que comprende un compensador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, estando dicho compensador situado en un nivel inferior a la disposición de los captadores solares, tal que en una condición de no funcionamiento de los medios de bombeo, el fluido que circula es depositado en el interior del compensador, en el que una de las bocas de entrada recibe fluido caliente procedente de la zona del captador solar mientras que al menos una de las bocas de salida está conectada a un conducto rebosadero.It is another object of the invention to provide a solar collection system comprising solar collectors a through which circulates a fluid driven by means of pumping, and is characterized by the fact that it comprises a compensator according to any of the claims above, said compensator being located at a lower level at the disposal of solar collectors, such that in a condition non-functioning of the pumping means, the circulating fluid it is deposited inside the compensator, in which one of the inlets receive hot fluid from the area of the solar collector while at least one of the outlets It is connected to an overflow conduit.
Según otro aspecto de la invención, el volumen de capacidad de almacenamiento interior del compensador es mayor que el volumen del fluido que circula por los elementos de la instalación que están a un nivel igual y/o superior al nivel del compensador.According to another aspect of the invention, the volume of internal storage capacity of the compensator is greater that the volume of fluid circulating through the elements of the installation that are at an equal level and / or higher than the level of compensator.
En una realización preferida, los medios de bombeo consisten en una bomba de impulsión.In a preferred embodiment, the means of Pumping consist of a drive pump.
Gracias a estas características, se evita el almacenamiento no deseado del fluido que circula a través de una instalación de captadores solares de modo que dicho fluido pueda congelarse o sobrecalentarse y en consecuencia provoque la rotura de los conductos o captadores solares de una forma sencilla y con un bajo coste de fabricación y montaje.Thanks to these characteristics, the unwanted storage of the fluid circulating through a installation of solar collectors so that said fluid can freeze or overheat and consequently cause breakage of the ducts or solar collectors in a simple way and with Low manufacturing and assembly cost.
Otra ventaja no menos importante de la instalación de la invención es el hecho de que el compensador anteriormente descrito descarta la instalación de válvulas de retención, vasos de expansión, purgadores y separadores de aire en la instalación, de modo que se reducen notablemente los costes de montaje y componentes a ser montados.Another no less important advantage of the installation of the invention is the fact that the compensator described above discards the installation of valves retention, expansion vessels, traps and air separators in the installation, so that the costs of assembly and components to be assembled.
Otras características y ventajas del compensador e instalación objeto de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales:Other features and advantages of the compensator and installation object of the present invention will be apparent from the description of a preferred embodiment, but not exclusive, which is illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:
Figura 1.- Es una vista de en perspectiva de un compensador de acuerdo con la presente invención; yFigure 1.- It is a perspective view of a compensator according to the present invention; Y
Figura 2.- Es una vista esquematizada de una instalación de captación solar de la invención.Figure 2.- It is a schematic view of a installation of solar collection of the invention.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, una instalación de captación solar destinada a proporcionar, por ejemplo, agua caliente sanitaria, comprende una pluralidad de captadores solares 1 a través de los cuales circula un fluido por el interior de conductos 2 que está impulsado por medios de bombeo, tal como una bomba de impulsión 3 de tipo conocida. Además se incluye un compensador 4 que se detallará más adelante que permite recuperar el fluido, por ejemplo agua, procedente de la zona de los captadores solares cuando se detienen los medios de bombeo. Siguiendo en la dirección de funcionamiento normal de instalación, tras la bomba de impulsión 3 se dispone una válvula de seguridad 12. En la figura 2 solo se muestra por motivos de claridad un solo captador solar 1.As shown in Figures 1 and 2, a solar collection facility intended to provide, by example, domestic hot water, comprises a plurality of solar collectors 1 through which a fluid circulates through the inside of ducts 2 which is driven by pumping means, such as a drive pump 3 of known type. Also I know includes a compensator 4 that will be detailed later that allows recover the fluid, for example water, from the area of the solar collectors when pumping means stop. Following in the normal operating direction of installation, a safety valve is provided behind the drive pump 3 12. In figure 2 only one is shown for clarity reasons solar collector 1.
No se va a entrar en mayor explicación en el captador solar ya que puede ser de cualquier tipo disponible en el mercado.It will not go into further explanation in the solar collector since it can be of any type available in the market.
Dicho compensador 4 situado en un nivel inferior a la disposición de los captadores solares, tal que en una condición de no funcionamiento de los medios de bombeo, el fluido que circula es depositado en el interior del citado 4 compensador.Said compensator 4 located at a lower level at the disposal of solar collectors, such that in a non-functioning condition of the pumping means, the fluid circulating is deposited inside the aforementioned 4 compensator.
En lo que se refiere en particular al compensador 4 comprende un recipiente para el almacenamiento de líquido con una capacidad predeterminada provisto de dos bocas de entrada 4A y 4B y dos bocas de salida 4C y 4D, incluyendo un sistema indicador de nivel 10 del líquido contenido en el interior de dicho recipiente, estando el interior del recipiente dividido por una pared de separación 7 en dos compartimentos 8 y 9 comunicados entre sí. La pared de separación 7 deja una distancia predeterminada con la parte superior e inferior del recipiente para permitir y facilitar el paso de fluido de un compartimento a otro, tal como se aprecia con mayor detalle en la figura 1.With regard in particular to compensator 4 comprises a container for the storage of liquid with a predetermined capacity provided with two mouths of 4A and 4B input and two 4C and 4D output nozzles, including a level 10 indicator system of the liquid contained inside of said container, the interior of the container being divided by a separation wall 7 in two compartments 8 and 9 communicated with each other. The separation wall 7 leaves a distance default with the top and bottom of the container to allow and facilitate the passage of fluid from one compartment to another, as seen in more detail in figure 1.
Una de las bocas de entrada 4A está destinada a la inserción de un líquido anticongelante cuando así sea requerido ya que el propio compensador tiene como objeto reducir los riesgos por congelación mientras que la otra boca de entrada 4B recibe el conducto 2 que está asociado al captador solar 1. A partir de esta boca de entrada 4B se extiende hacia el interior del compensador 4 un conducto 13 en cuyo extremo superior, que coincide con la zona de conexión con el conducto 2, está dotado de una pluralidad de orificios que permiten liberar el fluido de burbujas de aire. A través de estos orificios se recupera el aire para producir el vaciado en la instalación. Por lo tanto, en el funcionamiento normal de la instalación, el fluido portador llegará procedente del captador solar al compensador 4 liberando las burbujas insertadas en el fluido gracias a la citada pluralidad de orificios de modo que el aire tenderá a subir hacia la parte superior del compensador 4. Por el contrario, en el caso en el que la bomba de impulsión 3 deja de funcionar, el aire contenido en el interior de los captadores solares 1 sube hasta llegar al compensador 4 y el agua baja por circulación natural, es decir, por gravedad, en dirección contraria a la dirección de funcionamiento normal. De esta manera, el interior del compensador 4 se llenará del fluido que transcurre por los conductos de la instalación hasta nivelarse con el resto de la instalación, creando así un vaciado parcial y liberando de fluido los conductos superiores que forman parte de la citada instalación lo que garantiza la protección de los conductos así como componentes de la instalación en estaciones con condiciones meteorológicas adversas, tales como temperaturas por debajo de los 0ºC. Mencionar que el conducto 13 tiene un diámetro mayor que el diámetro exterior correspondiente al conducto 2.One of the inlets 4A is intended for the insertion of an antifreeze liquid when required since the compensator itself aims to reduce the risks by freezing while the other inlet 4B receives the duct 2 that is associated with the solar collector 1. From this inlet 4B extends into the compensator 4 a conduit 13 at whose upper end, which coincides with the area of connection with the conduit 2, is provided with a plurality of holes that allow to release the fluid from air bubbles. TO through these holes the air is recovered to produce the emptying in the installation. Therefore, in operation normal installation, the carrier fluid will arrive from the solar collector to compensator 4 releasing the inserted bubbles in the fluid thanks to the aforementioned plurality of holes so that the air will tend to rise towards the top of the compensator 4. On the contrary, in the case where the drive pump 3 stops working, the air contained inside the solar collectors 1 rises until reaching compensator 4 and water low by natural circulation, that is, by gravity, in direction contrary to the normal operating direction. In this way, the inside of the compensator 4 will be filled with the flowing fluid through the ducts of the installation until leveling with the rest of the installation, thus creating a partial emptying and freeing from fluid the upper ducts that are part of the aforementioned installation which guarantees the protection of the ducts as well as components of the installation in stations with conditions adverse weather conditions, such as temperatures below 0 ° C Mention that the duct 13 has a diameter greater than the outer diameter corresponding to the duct 2.
Por otro lado, una de las bocas de salida 4C mencionadas está en conexión a través de un conducto 5 con un depósito 6 que se encarga de evacuar el fluido sobrante mientras que la boca de salida 4D de fluido está asociada a un intercambiador de calor 11 provisto de su correspondiente serpentín y del que sale un conducto en dirección al captador solar tal como se representa en el esquema.On the other hand, one of the 4C outlets mentioned is in connection through a conduit 5 with a tank 6 that is responsible for evacuating the excess fluid while that the fluid outlet 4D is associated with a heat exchanger 11 provided with its corresponding coil and from which a duct goes in the direction of the solar collector such as It is represented in the scheme.
Dicho sistema indicador de nivel 10 consiste en un sistema de boya de tipo conocido de modo que permite conocer el volumen de fluido almacenado en el interior del compensador 4.Said level 10 indicator system consists of a buoy system of known type so as to know the volume of fluid stored inside the compensator 4.
Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la instalación de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.The details, the shapes, the dimensions and other accessory elements, as well as the materials used in the installation of the invention may be conveniently replaced by others that are technically equivalent and do not depart from the essentiality of the invention or the scope defined by the claims included below.
Claims (7)
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