ES1067092U - "instalacion termica-solar". - Google Patents
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Abstract
1. Instalación térmica-solar para la producción de agua caliente sanitaria principalmente con energía solar, y adicionalmente con otras energías convencionales, que comprende- al menos un colector solar (4),- un primer circuito (10) que incluye un primer intercambiador (2) de calor, un primer conducto intercambiador de salida (8a) del primer intercambiador (2) y un primer conducto intercambiador de entrada (8b) a dicho primer intercambiador (2), un primer conducto intercambiador intermedio (8c) que conecta el primer conducto intercambiador de salida (8a) con el primer conducto intercambiador de entrada (8b) y que atraviesa el colector solar (4), y unos primeros medios de distribución (5) de un fluido (3) que circula por dicho primer circuito (10),- un primer conducto de entrada (6) de agua sanitaria a dicho primer intercambiador (2), un primer conducto de salida (7) de agua sanitaria caliente de dicho primer intercambiador (2), y- un cuerpo de combustión (21),caracterizada porque comprende- un segundo circuito (20) que incluye un segundo intercambiador (25) de calor, un segundo conducto intercambiador de entrada (26) que conecta el cuerpo de combustión (21) a dicho segundo intercambiador (25), un segundo conducto intercambiador de salida (27) que conecta dicho segundo intercambiador (25) a dicho cuerpo de combustión (21), y unos segundos medios de distribución (29) del agua que circula por dicho segundo circuito (20), y- una válvula de tres vías (24) dispuesta en un extremo del primer conducto de salida (7) de agua sanitaria, una de cuyas salidas está conectada a un segundo conducto de salida (28) el cual atraviesa el segundo intercambiador (25), mientras que la otra de las salidas está conectada a un tercer conducto de salida (7b) que puentea el segundo intercambiador (25).2. Instalación térmica-solar según la reivindicación anterior, caracterizada porque comprende un único acumulador (9) de agua sanitaria que incluye un tanque (16) donde se almacena el agua sanitaria y al cual se conectan el primer conducto de entrada (6) y el primer conducto de salida (7) del agua sanitaria, y el primer intercambiador (2).3. Instalación térmica-solar según la reivindicación anterior, caracterizada porque el acumulador (9) está alimentado por una única fuente de energía, siendo dicha fuente de energía la energía solar.4. Instalación térmica solar según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el segundo conducto de salida (28) de agua sanitaria incorpora un fluxostato (38), dispuesto aguas arriba del segundo intercambiador (25).5. Instalación térmico-solar según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque el acumulador (9) comprende una camisa (12) que rodea el tanque (16), alojando el fluido (3) entre dicha camisa (12) y dicho tanque (16), y a la cual se conecta el primer conducto intercambiador de salida (8a) y el segundo conducto intercambiador de entrada (8b) de dicho fluido (3).6. Instalación térmico-solar según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4 caracterizado porque comprende un segundo conducto intercambiador intermedio (17) en forma de serpentín que conecta el primer conducto intercambiador de entrada (8b) con el segundo conducto intercambiador de salida (8a).
Description
Instalación térmica-solar.
La presente invención se relaciona con una
instalación térmica-solar para la producción de
agua caliente sanitaria principalmente con energía solar, y
adicionalmente con otras energías convencionales.
Son conocidas instalaciones a través de las
cuales se calienta el agua sanitaria mediante energías renovables,
principalmente con energía solar, para lo cual dichas instalaciones
incluyen al menos un colector solar que recibe las radiaciones
solares y que se dispone generalmente en el tejado de un edificio,
y un conducto interior a través del cual circula el fluido que va a
ser calentado. La eficiencia energética de dichas instalaciones
depende de la cantidad de radiación solar que puedan captar los
colectores solares, siendo dicha cantidad variable en función, por
ejemplo, de la localización de las instalaciones, la época del año,
etc. Por ello, para los casos en los cuales la energía solar no
proporciona un aporte energético suficiente a la instalación,
dichas instalaciones incluyen aportes energéticos adicionales
procedentes de energías convencionales tales como gas o gasóleo.
Se conocen diferentes soluciones que resuelven
este problema, pero son soluciones que requieren instalaciones
complicadas y/o que ocupan demasiado volumen. Así por ejemplo, el
documento FR 2896306 divulga una instalación de agua caliente
sanitaria y/o calefacción que comprende un acumulador que incluye un
tanque para alojar el agua que va a ser calentada, un primer
intercambiador en donde se traspasa el calor de un fluido calentado
a su vez por unos colectores solares, al agua alojada en el tanque,
una caldera que recibe el agua procedente del acumulador y to
dirige bien hacia unos radiadores y/o hacia un calentador de agua
que acumula el agua sanitaria que posteriormente será calentada por
el agua procedente de la caldera.
El objeto de la presente invención es el de
proporcionar una instalación térmica-solar para la
producción de agua caliente sanitaria principalmente con energía
solar, y adicionalmente con otras energías convencionales, de una
manera más eficiente que en estado de la técnica.
La instalación térmica-solar de
la invención comprende al menos un colector solar, un primer
circuito por el cual circula un fluido que es calentado por el
colector solar y que comprende un primer intercambiador de calor,
un primer conducto de entrada de agua sanitaria a dicho primer
intercambiador, un primer conducto de salida de agua sanitaria
caliente de dicho primer intercambiador, y un cuerpo de combustión.
El primer circuito comprende un primer conducto intercambiador de
salida del primer intercambiador y un primer conducto intercambiador
de entrada a dicho primer intercambiador, un primer conducto
intercambiador intermedio que conecta el primer conducto
intercambiador de salida con el primer conducto intercambiador de
entrada y que atraviesa el colector solar, y unos primeros medios
de distribución del fluido que circula por dicho primer
circuito.
Por otro lado, la instalación
térmica-solar comprende un segundo circuito por el
cual circula agua calentada por el cuerpo de combustión y que
comprende un segundo intercambiador de calor, un segundo conducto
intercambiador de entrada que conecta el cuerpo de combustión a
dicho segundo intercambiador, un segundo conducto intercambiador de
salida que conecta dicho segundo intercambiador a dicho cuerpo de
combustión y unos segundos medios de distribución del agua que
circula por dicho segundo circuito, y una válvula de tres vías
dispuesta en un extremo del primer conducto de salida de agua
sanitaria, una de cuyas salidas está conectada a un segundo
conducto de salida que atraviesa el segundo intercambiador,
mientras que la otra de las salidas está conectada a un tercer
conducto de salida que puentea dicho segundo intercambiador. De este
modo, se obtiene una instalación térmica-solar
optimizada en cuanto a funcionamiento, de sencilla instalación y de
tamaño reducido.
Estas y otras ventajas y características de la
invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la
descripción detallada de la invención.
La Fig. 1 muestra una primera realización de la
instalación térmico-solar de la invención.
La Fig. 2 muestra una segunda realización de la
instalación térmico-solar de la invención.
Con referencia a las figuras 1 y 2, una
Instalación térmica-solar 1 según la invención,
para la producción de agua caliente sanitaria principalmente con
energía solar, y adicionalmente con otras energías convencionales
la producción de agua caliente sanitaria y calefacción, comprende
un colector solar 4 que capta una radiación solar y la transmite a
un fluido 3 caloportador, un primer circuito 10 por el que circula
dicho fluido 3 y que comprende un primer intercambiador 2 de calor a
través del cual dicho fluido 3 cede el calor al agua sanitaria, un
primer conducto de entrada 6 de agua sanitaria a dicho primer
intercambiador 2, un primer conducto de salida 7 de agua sanitaria
calentada de dicho primer intercambiador 2, y un segundo circuito
20 por el que circula agua calentada previamente mediante energías
convencionales como por ejemplo gas, gasóleo o biomasa y que
comprende un segundo intercambiador 25 de calor de tipo serpentín,
a través del cual dicha agua calentada previamente cede el calor al
agua sanitaria que ha sido previamente calentada en el primer
intercambiador 2, en el caso de que la radiación solar captada por
el colector solar 4 no sea suficiente para calentar el agua
sanitaria hasta una temperatura deseada.
El primer circuito 10 comprende un primer
conducto intercambiador de salida 8a del primer intercambiador 2,
un primer conducto intercambiador de entrada 8b a dicho primer
intercambiador 2, un primer conducto intercambiador intermedio 8c
que conecta el primer conducto intercambiador de salida 8a con el
primer conducto intercambiador de entrada 8b, y unos primeros
medios de distribución 5 hidráulicos, por ejemplo una bomba de
circulación, que se disponen en el primer conducto intercambiador
de salida 8a y que activan la circulación del fluido 3 por el primer
circuito 10.
La instalación térmico-solar 1
de la invención incluye un único acumulador 9 que comprende un
tanque 16 preferentemente cilíndrico en donde se acumula el agua
sanitaria, e integra en su interior el primer intercambiador 2,
siendo alimentado dicho acumulador 9 únicamente por energía solar.
El aporte de calor adicional, generado por un cuerpo de combustión
21 en las realizaciones mostradas, se realiza fuera de dicho
acumulador 9, de modo que se obtiene un acumulador optimizado en
tamaño, y se reduce el espacio requerido para dicha instalación
térmico-solar 1 que se aloja en un armario 11 de
dimensiones optimizadas.
Por otro lado, la conexión del primer conducto
intercambiador de salida 8a al acumulador 9 se lleva a cabo a
través de un orificio inferior 12a dispuesto en una parte inferior
de dicho acumulador 9, mientras que la conexión del primer conducto
intercambiador de entrada 8b al acumulador 9 se realiza a través de
un orificio superior 12b dispuesto en la parte superior de dicho
acumulador 9, de modo que el fluido 3 es bombeado hacia el colector
solar 4 desde la parte inferior del acumulador 9 y retorna a dicho
acumulador 9 por la parte superior. Por otro lado, el primer
conducto de entrada 6, que incluye un primer vaso de expansión 40,
introduce el agua sanitaria en la parte inferior del tanque 16
mientras que el primer conducto de salida 7 de agua sanitaria
caliente se dispone en la parte superior de dicho tanque 16,
optimizándose de este modo el rendimiento del primer intercambiador
2.
En una primera realización, mostrada en la
figura 1, el acumulador 9 comprende una camisa 12, dispuesta
concéntrica alrededor del tanque 16, que cubre sustancialmente todo
el contorno de dicho tanque 16, incluyendo las dos bases de dicho
tanque 16, y un hueco 13 concéntrico, entre la camisa 12 y dicho
tanque 16, en donde se aloja el fluido 3, de modo que se consigue
aumentar la superficie de transmisión de calor entre dicho fluido 3
y dicho tanque 16, y por lo tanto la eficacia de la instalación
térmico-solar 1. La conexión del primer conducto
intercambiador de salida 8a y del primer conducto intercambiador de
entrada 8b al acumulador 9 se lleva a cabo a través de la camisa
12, disponiéndose el orificio inferior 12a en la parte inferior de
dicha camisa 12, y el orificio superior 12b en la parte superior de
dicha camisa 12. Cuando los medios de distribución 5 son activados
a través de un control electrónico integral de la instalación, el
fluido 3 se distribuye al colector solar 4, tal y como se muestra
en la figura 1. Por el contrario, cuando dichos medios de
distribución 5 son desactivados por dicho control electrónico, el
fluido 3 existente en el primer conducto intercambiador de salida
8a, el primer conducto intercambiador intermedio 8c y el primer
conducto intercambiador de entrada 8b es enviado a la camisa 12,
siendo desplazado el aire de la cámara 13b hacia el colector solar
4 y alojando en el hueco 13 la totalidad del fluido 3. Esto evita
riesgos de congelaciones y sobre-calentamientos, ya
que por el colector solar 4 solo circula el fluido 3 cuando el
control electrónico integral así lo requiera.
En una segunda realización, mostrada en la
figura 2, el acumulador 9 comprende un segundo conducto
intercambiador intermedio 17 en forma de serpentín que atraviesa el
tanque 16, pero no incluye la camisa 12, siendo conectado dicho
segundo conducto intercambiador intermedio 17 al primer conducto
intercambiador de salida 8a, a través del orificio inferior 12a
dispuesto en la parte inferior del tanque 16, y al primer conducto
intercambiador de entrada 8b dispuesto en la parte superior del
tanque 16 a través del segundo del orificio superior 12b del tanque
16. En este caso, la función realizada por la cámara 13c de aire en
la primera realización es ejecutada en esta segunda realización en
la parte superior del segundo conducto intercambiador intermedio
17, que está sobre-dimensionado para almacenar
aire.
En la instalación térmico-solar
1 de la invención, el segundo circuito 20 comprende un segundo
conducto intercambiador de entrada 26 que conecta dicho cuerpo de
combustión 21 con el segundo intercambiador 25, un segundo conducto
intercambiador de salida 27 que conecta dicho segundo intercambiador
25 a dicho cuerpo de combustión 21, y unos segundos medios de
distribución 29 hidráulicos del agua que circula por dicho segundo
circuito 20, como por ejemplo una bomba de circulación dispuesta en
et segundo conducto intercambiador de entrada 26. El segundo
circuito 20 incluye un segundo vaso de expansión 41 dispuesto en
dicho segundo conducto intercambiador de entrada 26, aguas arriba
de los segundos medios de distribución 29, para absorber el posible
aumento de volumen del agua caliente circulante.
Por otra parte, el cuerpo de combustión 21 es
utilizado tanto para la producción de agua caliente sanitaria como
para calefacción, integrando en su interior un intercambiador, no
representado, que calienta por medio de otros combustibles, por
ejemplo gas, gasóleo, biomasa, etc., el agua que posteriormente
circulará por el segundo circuito 20, y por un tercer circuito 30
de calefacción. Dicho tercer circuito 30 de calefacción comprende
unos radiadores no representados, un conducto de salida de
calefacción 31 que conecta el cuerpo de combustión 21 con dichos
radiadores, un conducto de retorno de calefacción 32 que conecta tos
radiadores con el cuerpo de combustión 21, y unos terceros medios
de distribución 33 hidráulicos, por ejemplo una bomba de
circulación, que hacen circular el agua del cuerpo de combustión 21
por dicho tercer circuito 30.
La instalación térmico-solar 1
incluye una válvula de tres vías 24 que se dispone en un extremo
del primer conducto de salida 7, una de cuyas salidas está conectada
a un segundo conducto de salida 28 el cual atraviesa el segundo
intercambiador 25 del segundo circuito 20, mientras que la otra de
las salidas está conectada a un tercer conducto de salida 7b que
puentea dicho segundo intercambiador 25, conectándose en un extremo
libre al segundo conducto de salida 28. De modo que, si la radiación
solar captada por el colector solar 4 es insuficiente para calentar
el agua sanitaria acumulada en el acumulador 9, la válvula de tres
vías 24 direcciona el agua sanitaria del primer conducto de salida
7 hacia et segundo conducto de salida 28 para que dicha agua
sanitaria sea calentada en el segundo intercambiador 25. Por el
contrario, si la radiación solar captada por el colector solar 4 es
suficiente, la válvula de tres vías 24 direcciona el agua sanitaria
del primer conducto de salida 7 hacia el tercer conducto de salida
7b, puenteando el segundo intercambiador 25.
Por otro lado, el control electrónico integral,
no representado, de la instalación térmico-solar 1
activa y/o desactiva el cuerpo de combustión 21, los medios de
distribución 5,29 y 33 hidráulicos, así como la válvula de tres vías
24, dependiendo de la captación o no captación de radiación solar
por parte del colector solar 4, y de la demanda de agua sanitaria
caliente y de calefacción. Dicho control electrónico integral
controla la carga y descarga del fluido 3 caloportador por el
primer conducto intercambiador intermedio 8c que atraviesa el
colector solar 4, en función del posible aporte de energía solar
que dicho colector solar 4 pueda transferir a dicho fluido 3,
evitando riesgos de congelaciones o
sobre-calentamientos del propio colector solar 4, y
por lo tanto, evitando la necesidad de añadir anticongelantes al
fluido 3, así como vasos de expansión o válvulas reguladoras de
sobrepresión en la instalación térmico-solar 1.
La instalación térmico-solar 1
incluye unos sensores de temperatura dispuestos a lo largo de la
instalación, no representados, en función de cuyas señales actuará
el control electrónico integral. Así por ejemplo, se dispondrá al
menos un primer sensor de temperatura en el primer conducto
intercambiador de salida 8b que actuará sobre los primeros medios
de distribución 5 en función de la temperatura medida, y un segundo
sensor de temperatura en el primer conducto de salida 7 que
detectará la temperatura del agua sanitaria una vez que ha sido
calentada en el primer intercambiador 2, de modo que, si la
temperatura detectada por dicho segundo sensor es inferior a una
temperatura previamente establecida, es decir el colector solar 4
no ha captado suficiente radiación solar para que caliente el fluido
3, el control electrónico integral envía una orden a la válvula de
tres vías 24 para que direccione el agua sanitaria hacia et segundo
intercambiador 25 del segundo circuito 20. Por otro lado, un
fluxóstato 38 dispuesto en el segundo conducto de salida 28, aguas
arriba del segundo intercambiador 25, detecta el paso de agua
sanitaria por dicho segundo conducto de salida 28, pone en
funcionamiento el cuerpo de combustión 21, y acciona los segundos
medios de distribución 29. Si por el contrario, la temperatura
detectada por el segundo sensor es igual o superior a la
temperatura previamente establecida, el control electrónico integral
envía una orden a la válvula de tres vías 24 para que direccione el
agua sanitaria hacia el tercer conducto de salida 7b.
Por último, el cuerpo de combustión 21 puede
estar hecho de hierro fundido, acero inoxidable, aluminio silicio o
de acero al carbono, en función del tipo de combustible utilizado,
y del tipo de rendimiento esperado. Así mismo, el acumulador 9
puede estar hecho de acero plastificado, pintado, vitrificado, o
inoxidable. La ubicación física del acumulador 9 con respecto al
cuerpo de combustión 21 depende por un lado del tipo de cuerpo de
combustión 21, y por otro lado, de los materiales empleados en la
construcción del acumulador 9. Así pues cuando et cuerpo de
combustión 21 está hecho de hierro fundido, el acumulador 9 se
dispone apoyado encima de dicho cuerpo de combustión 21, mientras
que si el cuerpo de combustión 21 está hecho de materiales más
ligeros, se posiciona el acumulador 9 apoyado sobre el suelo, y el
cuerpo de combustión 21 fijado a una pared y separada del
acumulador 9.
Claims (6)
1. Instalación térmica-solar
para la producción de agua caliente sanitaria principalmente con
energía solar, y adicionalmente con otras energías convencionales,
que comprende
- \bullet
- al menos un colector solar (4),
- \bullet
- un primer circuito (10) que incluye un primer intercambiador (2) de calor, un primer conducto intercambiador de salida (8a) del primer intercambiador (2) y un primer conducto intercambiador de entrada (8b) a dicho primer intercambiador (2), un primer conducto intercambiador intermedio (8c) que conecta el primer conducto intercambiador de salida (8a) con et primer conducto intercambiador de entrada (8b) y que atraviesa el colector solar (4), y unos primeros medios de distribución (5) de un fluido (3) que circula por dicho primer circuito (10),
- \bullet
- un primer conducto de entrada (6) de agua sanitaria a dicho primer intercambiador (2), un primer conducto de salida (7) de agua sanitaria caliente de dicho primer intercambiador (2), y
- \bullet
- un cuerpo de combustión (21),
caracterizada porque comprende
- \bullet
- un segundo circuito (20) que incluye un segundo intercambiador (25) de calor, un segundo conducto intercambiador de entrada (26) que conecta el cuerpo de combustión (21) a dicho segundo intercambiador (25), un segundo conducto intercambiador de salida (27) que conecta dicho segundo intercambiador (25) a dicho cuerpo de combustión (21), y unos segundo medios de distribución (29) del agua que circula por dicho segundo circuito (20), y
- \bullet
- una válvula de tres vías (24) dispuesta en un extremo del primer conducto de salida (7) de agua sanitaria, una de cuyas salidas está conectada a un segundo conducto de salida (28) el cual atraviesa el segundo intercambiador (25), mientras que la otra de las salidas está conectada a un tercer conducto de salida (7b) que puentea el segundo intercambiador (25).
2. Instalación térmica-solar
según la reivindicación anterior, caracterizada porque
comprende un único acumulador (9) de agua sanitaria que incluye un
tanque (16) donde se almacena et agua sanitaria y al cual se
conectan el primer conducto de entrada (6) y el primer conducto de
salida (7) del agua sanitaria, y el primer intercambiador (2).
3. Instalación térmica-solar
según la reivindicación anterior, caracterizada porque el
acumulador (9) está alimentado por una única fuente de energía,
siendo dicha fuente de energía la energía so-
lar.
lar.
4. Instalación térmica solar según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque et
segundo conducto de salida (28) de agua sanitaria incorpora un
fluxostato (38), dispuesto aguas arriba del segundo intercambiador
(25).
5. Instalación térmico-solar
según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4,
caracterizada porque el acumulador (9) comprende una camisa
(12) que rodea el tanque (16), alojando el fluido (3) entre dicha
camisa (12) y dicho tanque (16), y a la cual se conecta el primer
conducto intercambiador de salida (8a) y el segundo conducto
intercambiador de entrada (8b) de dicho fluido (3).
6. Instalación térmico-solar
según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4 caracterizado
porque comprende un segundo conducto intercambiador intermedio (17)
en forma de serpentín que conecta el primer conducto intercambiador
de entrada (8b) con el segundo conducto intercambiador de
salida
(8a).
(8a).
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|---|---|---|---|
| ES200800138U ES1067092Y (es) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | "instalacion termica-solar" |
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| Publication Number | Publication Date |
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| ES1067092U true ES1067092U (es) | 2008-04-16 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| ES200800138U Expired - Fee Related ES1067092Y (es) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | "instalacion termica-solar" |
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|---|---|
| ES (1) | ES1067092Y (es) |
-
2008
- 2008-01-25 ES ES200800138U patent/ES1067092Y/es not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model granted | ||
| FD1K | Utility model lapsed |
Effective date: 20160226 |