ES1249294U - Panel para colectores solares termicos y bombas de calor - Google Patents

Abstract

Panel para colectores solares térmicos y bombas de calor, que capta la energía calorífica producida por la radiación solar, partículas de viento, partículas de agua o cualquier otra energía medioambiental que está en su entorno, siendo esta energía transmitida a un intercambiador que posee el propio colector solar térmico o bomba de calor donde se encuentra conectado el panel del invento, en el que el panel (p) se caracteriza por que comprende una placa (1) de aluminio anodizado con lacado flexible, reversible y que posee en su interior un circuito (2) cerrado y formado mediante la técnica "Roll-Bond"; de manera que este circuito (2) comprende en su interior al menos tres distribuidores (21, 22 y 23) situados en línea en el interior de la placa (1), de modo que la placa (1) en su conjunto capta toda la energía calorífica medioambiental de su entorno a través de un fluido que circula en el interior del circuito (2); y donde este fluido transporta la energía calorífica captada hasta un intercambiador que está conectado al panel (p) a través de un conducto de entrada (11) y un conducto de salida (12) que están situados en uno de los extremos o cantos de la placa (1).

Description

DESCRIPCIÓN

PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR

OBJETO DEL INVENTO

El Invento está pensado para que una vez conectado el panel a un Intercambiador de un colector térmico o una bomba de calor, el panel capte la energía calorífica producida por la radiación solar, partículas de viento, partículas de agua o cualquier otra energía medioambiental que esté en su entorno, de manera que esta energía sea transmitida al citado intercambiador a través de un fluido contenido en el panel del invento, de forma que este ciclo de aportación de energía calorífica se repita todas las veces necesarias hasta alcanzar la temperatura requerida.

Para ello, el panel del invento está formado por una placa de aluminio anodlzado con un lacado flexible, reversible y que posee en su interior un circuito cerrado y formado mediante la técnica uRoll-Boncf\ de manera que este circuito comprende al menos tres distribuidores que reparten un fluido en toda la sección de la placa, de modo que el conjunto capta toda la energía calorífica medioambiental de su entorno y la transporta hasta un Intercambiador que posee el propio colector solar o bomba de calor donde se encuentra conectado el panel del invento.

El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido dentro del sector de la fabricación y comercialización de paneles, destinados a ser ubicados en colectores solares térmicos y bombas de calor.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad son conocidos numerosos dispositivos de generación de calor que aprovechan la energía solar térmica para satisfacer una demanda energética en diferentes ámbitos. Es el caso por ejemplo de los colectores solares térmicos, que son dispositivos que están diseñados para recoger la energía recibida del sol y elevar la temperatura de una red con vistas a su aprovechamiento; o por ejemplo las bombas de calor, que son dispositivos o máquinas que toman el calor de un espacio frío y lo transfiere a otro más callente mediante la energía aportada desde el exterior En ambos casos esta generación de calor se produce por la captación de la radicación solar de diferentes formas.

Pues bien, la presente invención define un tipo de panel que es insertable o adaptable tanto a colectores solares térmicos como a bombas de calor, de manera que ambos dispositivos mejoran los niveles de captación de energía calorífica, y por tanto mejoran el nivel de aportación de energía al exterior en forma de calor al usuario. Para ello, el panel del invento capta toda la energía calorífica del medio ambiente que hay en su entorno, es decir, capta tanto la radiación solar como la energía calorífica producida por las partículas de viento y por las partículas de agua que se encuentran a su alrededor, y lo aprovecha para alimentar caloríficamente al equipo que lo contienen de forma diferente y mejorada a los dispositivos convencionales que actualmente poseen los colectores térmicos o las bombas de calor conocidas.

En el caso de los colectores solares térmicos convencionales, destacamos que entre otros requieren de una bomba eléctrica para que el fluido a calentar llegue desde un acumulador hasta el panel o dispositivo, para que el medio fluido pase por unos colectores hasta el intercambiador y posteriormente realizar su retorno. Todo ello conlleva que el consumo eléctrico de dicha bomba al tener que empujar el fluido por el circuito disminuya la rentabilidad de la energía generada, y por tanto aumente el mantenimiento del equipo. Por el contrario el panel del Invento, no necesita bomba eléctrica puesto que al poseer al menos tres distribuidores en su circuito y además la placa ser de aluminio anodizado con un lacado flexible y reversible, es la propia energía calorífica recogida del entorno la que reparte, expande y evapora uniformemente el fluido por toda la sección de la placa de manera rápida, y evitando gastos de energía que produciría tener una bomba eléctrica, como ocurre en la actualidad en otros equipos.

De manera análoga, en el caso de las bombas de calor que poseen incorporado el panel del invento el fluido Introducido en su circuito interno, que en este caso es preferentemente un gas refrigerante del tipo “R134A, R410 y R407C"\ el fluido al tomar contacto con la radiación solar, la energía calorífica de las partículas del viento y del agua, aumenta su temperatura consiguiendo transportar dicho calor hasta el intercambiador. De tal manera que al ser la temperatura de ebullición de estos gases refrigerantes aproximadamente de -30°C, el panel del invento funciona incluso con total ausencia solar e incluso por la noche, ofreciendo agua caliente aproximadamente a 55°C en la totalidad de las horas del día. Asi pues, con el panel objeto del invento se consigue que las bombas de calor produzcan mayor aporte de energía calorífica a un usuario, por ejemplo en una vivienda o a un comercio, incluso en ausencia de radiación solar térmica.

Por todo ello, con el panel para colectores solares térmicos y bombas de calor objeto del presente invento, se genera calor incluso en los días de ausencia solar pudiendo abastecer térmicamente una demanda de energía para diferentes usos y necesidades, como por ejemplo agua caliente sanitaria y climatización, entre otros, de forma mejorada a los paneles convencionales; y además se reducen los costes de producción en el conjunto de los equipos que integran el panel del invento, puesto que el panel del invento evita la necesidad de bombas eléctricas y ventiladores, repercutiendo en el ahorro energético de los procesos de preparación de agua caliente para uso industrial, sanitario y doméstico. Todo ello, por medio de una definida configuración estructural que aúna un tipo de placa de aluminio reversible que ha sido sometida previamente a un proceso electroquímico, y posee un circuito interno cerrado conformado mediante la técnica uRoll-BoncT que comprende al menos tres distnbuidores, que reparten un fluido liquido o gaseoso a lo largo de todo el circuito hasta un intercambiador, del propio colector solar o bomba de calor, donde se transporta toda la energía captada del medioambiente, de forma diferente y mejorada a los paneles conocidos hasta el momento en este sector.

Así pues, y a tenor de lo anteriormente expuesto, con el panel para colectores solares térmicos y bombas de calor objeto del presente invento, se va un paso más allá en el sector de la fabricación de paneles captadores de energía, puesto que mediante una definida configuración se obtiene un tipo de panel diferente y mejorada a lo conocido hasta el momento en este sector industrial.

A continuación, se realiza una detallada descripción del invento que completa estas ideas generales introducidas en este punto.

DESCRIPCIÓN DEL INVENTO

El panel del invento está conformado por una placa de aluminio, preferentemente con forma rectangular, siendo esta placa reversible y sometida previamente a un proceso electroquímico o anodizado con lacado flexible, la cual posee en su interior un circuito cerrado y formado mediante la técnica “Roll-Bond", de manera que este circuito comprende en su interior al menos tres distribuidores situados a lo largo de la placa, de modo que la placa en su conjunto capta toda la energía calorífica medioambiental de su entorno y la transporta por medio del fluido hasta un intercambiador conectado con el panel, que repite el ciclo todas las veces requeridas hasta alcanzar la temperatura deseada por el usuario.

La técnica “Roll Bond" consiste en la unión por laminación mediante soldadura en frió en estado sólido, que se obtiene a través del laminado plano de láminas de metal. En esta técnica se unen dos o más capas de metales diferentes a través de un par de rodillos planos bajo una presión suficiente para unir las capas, de manera que cuando la presión es lo suficientemente alta los metales se deforman reduciendo su grosor combinado ambas láminas. Especificando que la unión de las hojas se puede controlar, al igual que la porción no unida la cual puede inflarse si la lámina se calienta y el recubrimiento se vaporiza.

En el caso del panel del invento, la placa de aluminio que está anodizado con un lacado flexible, posee internamente un circuito que ocupa toda la sección interna de la placa. Este circuito se consigue preferentemente con la técnica “Roll Bond' y comprende en su interior al menos tres distribuidores que reparten o distribuyen un fluido como agua o gas por toda la placa. La entrada y la salida del fluido de la placa se posicionan en un mismo extremo o canto de esta, de manera que en una misma cara la placa posee un circuito de entrada del fluido líquido o gas, que una vez que pasa por todos los distribuidores y recorre todos los conductos sale por un conducto paralelo al conducto de entrada estando ambos conectados a un intercambiador, que posee el equipo del colector solar térmico o el equipo de la bomba de calor donde se posiciona el panel del invento. Destacando que el ciclo de entrada y salida del fluido se repite por medio del ¡ntercambiador, todas las veces requeridas hasta alcanzar la temperatura deseada por el usuario.

Se cree conveniente destacar que debido a que la placa que conforma el panel es de aluminio, su resistencia a las sobrepresiones generadas por la exposición constante y radiación ultravioleta “UV" excesiva, mejora el calentamiento de un fluido como por ejemplo el agua; además esta placa de aluminio no experimenta cambios en su grosor aun teniendo una sobrepresión en el panel. Todo ello es debido a sus propiedades como ligereza, alta resistencia, gran versatilidad, facilidad de mecanizado, excelente resistencia a la corrosión, excelente conductor del calor y reciclable. Por todo ello, la placa que conforma el panel del invento que es de aluminio y además está anodizado con un lacado flexible capta y recoge toda la energía calorífica medioambiental de su entorno y se la transmiten al fluido que entra en el circuito de la placa, capta tanto la radiación solar como la energía calorífica producida por las partículas de viento y por las partículas de agua que se encuentran a su alrededor.

Así pues, el fluido conforme va entrando en el interior de la placa recorre el circuito cerrado y pasa por varios distribuidores que van expandiéndolo conforme sufren la acción del sol, la lluvia, el viento y la temperatura ambiente, es decir, el fluido se expande conforme capta la radiación solar, la energía calorífica producida por las partículas de viento y por las partículas de agua, que hay en torno a la placa. Es por ello que conforme el fluido se introduce en el interior de la placa se genera un ciclo termodinámico, donde al circuito entra un fluido que se sometido a un cambio de estado a lo largo de su recorrido por los distintos distribuidores de manera que a su salida, este fluido posee mayor temperatura que la que poseía en su entrada.

El fluido utilizado en el panel del invento es agua y gas, de forma que en los equipos del tipo colector solar térmico el fluido utilizado es agua; y en los equipos de bomba de calor el fluido utilizado es gas, preferentemente gas refrigerante del tipo “R134A, R410 y R407C'.

Otro detalle del invento, es que el circuito interno de la placa lo componen dos tipos de lineas que son una línea de líquido y una línea de succión o gas-vapor. La línea de líquido es la parte del circuito comprendida entre la entrada del fluido hasta la mitad superior del circuito, de manera que esta línea de líquido recorre la mitad de todos los distribuidores que posee la placa; y la línea de succión es la parte del circuito comprendida entre la mitad inferior del circuito hasta la salida del fluido, de manera que esta línea de succión recorre la otra mitad de todos los distribuidores que posee la placa.

En una realización preferente en el que el panel del invento esté conectado a una bomba de calor convencional, siendo el gas refrigerante del tipo “ 134A” o “407C\ como la temperatura de ebullición de este tipo de gases es aproximadamente -30°C, el panel funciona incluso con total ausencia solar e incluso por la noche, ofreciendo al intercambiador una temperatura en la salida de la línea de succión de la placa de hasta 55°C.

Por todo ello, con el panel para colectores solares térmicos y bombas de calor objeto del invento, la expansión de un fluido y su cambio de estado utilizando al menos tres distribuidores en un circuito interno y cerrado, hace que el equipo donde está conectado este panel sea eficaz, posea un alto nivel de transmisión del calor por ambas caras y a la vez posea gran nivel de expansión del fluido interno, respecto de todos los paneles conocidos hasta la fecha en este sector.

Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña como parte Integrante de la misma un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura 1 es una sección longitudinal del panel para colectores solares térmicos y bombas de calor objeto del invento.

La figura 1A es una sección transversal de uno de los conductos que conforman el circuito interno del panel del invento, según la sección A-A' de la figura 1.

La figura 2 es una representación de la parte posterior del panel del invento, donde se muestra el mecanizado para la adaptación vertical y horizontal del panel en un colector solar térmico o una bomba de calor.

La figura 2A es una sección transversal de uno de los lados del panel, según la sección B-B' de la figura 2.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Tal y como se observa en la figura 1, el panel (p) del Invento está conformado por una placa (1) de aluminio con forma rectangular, siendo esta placa reversible y sometida a un proceso electroquímico o anodizado con lacado flexible, la cual posee en su interior un circuito (2) cerrado y formado mediante la técnica "Roll-Bond", de manera que este circuito (2) comprende en su Interior tres distribuidores (21, 22, 23) situados a lo largo de la placa (1), de modo que la placa (1) en su conjunto capta toda la energía calorífica medioambiental de su entorno a través de un fluido que circula en el interior del circuito (2), el cual transporta la energía calorífica captada hasta un intercambiador que se encuentra conectado al panel (p) en uno de sus extremos o cantos (no representado).

Tal y como se muestra en la figura 1, la entrada y la salida del fluido en la placa (1) se sitúa en un mismo extremo o canto de esta; de manera que en un mismo canto, la placa (1) posee un conducto de entrada (11) del fluido del tipo líquido o gas, que una vez que pasa por todos los distribuidores (21, 22 y 23) y recorre todos los conductos del circuito (2), sale por un conducto de salida (12) paralelo al conducto de entrada (11), estando ambos conectados a un ¡ntercambiador (no representado). Además, se cree conveniente especificar que este ¡ntercambiador forma parte del equipo del colector solar térmico o el equipo de la bomba de calor donde se adapta o fija el panel del invento; y que el ciclo de entrada y salida del fluido se repite por medio del intercambiador todas las veces requeridas, hasta alcanzar la temperatura deseada.

Asi pues, el fluido conforme va entrando en el interior de la placa (1) recorre el circuito (2) cerrado y pasa por varios distribuidores (21, 22 y 23) situados en línea unos de otros, donde el fluido va expandiéndose conforme sufre la acción del sol, la lluvia, el viento y la temperatura ambiente. Así pues, conforme el fluido va introduciéndose en el interior de la placa (1), éste sufre un ciclo termodinámíco puesto que en el circuito entra un fluido que se sometido a un cambio de estado a lo largo de su recorrido por los distintos distribuidores (21, 22 y 23) de manera que cuando el fluido pasa a través del conducto de salida (12), este fluido posee mayor temperatura que la que poseía en el conducto de entrada (11).

Otro detalle del invento, es que el circuito (2) interno de la placa (1) se divide en dos tipos de líneas que son una línea de liquido (L) y una línea de succión (S) o gas-vapor. La línea de líquido (L) es la parte del circuito (2) comprendida entre el conducto de entrada (11) hasta la mitad superior del circuito (1), de manera que esta línea de líquido (L) recorre la mitad Inferior de todos los distribuidores (21, 22 y 23) que posee la placa (1). Por su parte, la línea de succión (S) es la parte del circuito (2) comprendida entre la mitad Inferior del circuito (2) hasta el conducto de salida (12) del fluido, de manera que esta línea de succión (S) recorre la mitad superior de todos los distribuidores (21, 22 y 23) que posee la placa (1).

Tal y como se ha citado previamente, y se observa en la figura 1, el fluido pasa a través de tres distribuidores (21, 22 y 23). Este hecho produce que el fluido no se agolpe todo en una sola sección de paso y pueda ser repartido en tres zonas de distribución diferentes, por lo que su expansión y velocidad de evaporación en la línea de succión se realiza de forma rápida. Estando todo también favorecido porque la captación de la energía calorífica se da en toda la superficie de la placa (1).

Por su parte, la figura 1A es una sección transversal de uno de los conductos que conforman el circuito (2) interno del panel del invento, según la sección A-A' de la figura 1 En la que se muestra la forma poligonal que poseen los conductos del circuito (2) internamente.

En la figura 2 se muestra la parte posterior del panel (p) donde se muestra el mecanizado (3) que posee el panel (p) en sus cuatro esquinas, además de dos hendiduras (31) situadas próximas a uno de sus lados menores, por medio de los cuales el conjunto del panel (p) se adapta o fija tanto vertical como horizontalmente a un equipo del tipo colector solar térmico o a una bomba de calor.

Finalmente la figura 2A es una sección transversal de uno de los lados del panel (p), según la sección B-B' de la figura 2. En esta figura se muestra el plegado que posee uno de los lados del panel (p), destacando que los cuatro lados del panel (p) tienen la misma sección, es decir, todos estos plegados tienen una sección con forma de “U” invertida.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

   1- PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, que capta la energía calorífica producida por la radiación solar, partículas de viento, partículas de agua o cualquier otra energía medioambiental que está en su entorno, siendo esta energía transmitida a un intercambiador que posee el propio colector solar térmico o bomba de calor donde se encuentra conectado el panel del invento, en el que el panel (p) se CARACTERIZA por que comprende una placa (1) de aluminio anodizado con lacado flexible, reversible y que posee en su interior un circuito (2) cerrado y formado mediante la técnica “Roll-Boncf'\ de manera que este circuito (2) comprende en su interior al menos tres distribuidores (21, 22 y 23) situados en línea en el interior de la placa (1), de modo que la placa (1) en su conjunto capta toda la energía calorífica medioambiental de su entorno a través de un fluido que circula en el interior del circuito (2); y donde este fluido transporta la energía calorífica captada hasta un intercambiador que está conectado al panel (p) a través de un conducto de entrada (11) y un conducto de salida (12) que están situados en uno de los extremos o cantos de la placa (1).
2. 2.- PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, según la reivindicación 1, que se CARACTERIZA por que el circuito (2) interno de la placa (1) se divide en dos líneas, que son:

   - una linea de líquido (L) que es la parte del circuito (2) comprendida entre el conducto de entrada (11) hasta la mitad superior del circuito (1), de manera que esta línea de líquido (L) recorre la mitad inferior de todos los distribuidores (21, 22 y 23) que posee la placa (1); y

   - una la línea de succión (S) que es la parte del circuito (2) comprendida entre la mitad inferior del circuito (2) hasta el conducto de salida (12) del fluido, de manera que esta línea de succión (S) recorre la mitad superior de todos los distribuidores (21, 22 y 23) que posee la placa (1).
3. 3 - PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se CARACTERIZA por que el conducto de entrada (11) y el conducto de salida (12) están en paralelo.
4. 4 - PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, según la reivindicación 1, que se CARACTERIZA por que el fluido es un líquido.
5. 5.- PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, según la reivindicación 4, que se CARACTERIZA por que el líquido es agua.
6. 6 - PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, según la reivindicación 1, que se CARACTERIZA por que el fluido es un gas.
7. 7. - PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, según la reivindicación 6, que se CARACTERIZA por que el fluido es un gas refrigerante del tipo “R134A, R410 o R407C".
8. 8. - PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se CARACTERIZA por que la temperatura del fluido en el conducto de salida (12) tras pasar por el circuito (2) y por los distribuidores (21, 22 y 23), es mayor que la temperatura del fluido en el conducto de entrada (11).
9. 9. - PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, según la reivlndiaciónl, que se CARACTERIZA por que la placa (1) es rectangular.
10. 10. - PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, según la reivindicación 1, que se CARACTERIZA por que la parte posterior del panel (p) tiene un mecanizado (3) en sus esquinas y además posee dos hendiduras (31) situadas próximas a uno de sus lados menores, donde se produce la fijación a un equipo colector solar térmico y a un equipo bomba de calor.
11. 11.- PANEL PARA COLECTORES SOLARES TÉRMICOS Y BOMBAS DE CALOR, según la reivindicación 1, que se CARACTERIZA por que el panel (p) tiene un plegado con sección en forma de “U” invertida en cada uno de sus lados.