IT8420338A1 - Impianto ad energia solare, particolarmente per la produzione di freddo - Google Patents

Description

"IMPIANTO AD ENERGIA SOLARE,PARTICOLARMENTE PER LA PRODUZIONE DI FREDDO"

Riassunto dell'invenzione

L'impianto ? azionato da un pannello solare (1).

Il liquido (2) evapora nel captatore (1),e si eleva verso la canalizzazione (3] poi per circolazione naturale,attraversa lo scambiatore (4) (scalda acqua) ? l'espansore evaporatore (13) (refrigeratore). In seguito, esso ? liquefatto in (10) e in (15),e cos? di seguito. Le valvole (12)e (14) permettono di stabilire o di interrompere la circolazione (8), (15).

Applicazione: impianto interamente autonomo,con circolazione naturale.

Descrizione dell'invenzione

La presente invenzione concerne un impianto funzionante ad energia solare, segnatamente allo scopo di produrre freddo.

Si conoscono impianti funzionanti ad energia solar nei quali gli :scambi termodinamici si effettuano tra-un captatore che costituisce la sorgente calda,ed un apparecchio.utilizzatore che costituisce la sorgente fredda. Tuttavia,la maggior parte degli impianti noti non sono interamente autonomi,e necessitano la messa in opera di pompe o di circolatori azionati ad esempio dall'energia elettrica.

La presente invenzione ha per oggetto di evitare questi inconvenienti,realizzando un impianto interamente autonomo, suscettibile di climatizzare un locale o un magazzino, segnatamente producendovi freddo o, eventualmente, scaldandone alcune altre parti.

Un impianto solare secondo 1'invenzione comprendente un captatore solare raccordato ad un circuito chiuso all'interno del quale circola un gas liquefacibile, ? caratterizzato dal fatto che il gas in uscita dalla parte superiore del captatore solare ridiscende per circolazione naturale verso una biforcazione nel cui primo ramo riviene verso un serbatoio di liquido collegato per altro alla parte inferiore del captatore solare, mentre il secondo ramo di questa biforcazione discende verso una valvola a valle della quale si trova un espansore evaporatore in cui il fluido discende per circolazione naturale,per uscirne verso il basso,nella direzione del serbatoio di liquido che alimenta la parte inferiore del captatore solare. Grazie a questa disposizione, la circolazione nell'insieme del circuito si effettua interamente per convezione naturale, la pendenza a monte del detentore evaporatore contribuendo a impedire qualsiasi accumulazione locale indesiderabile di fluido liquido.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, si intercala nella parte superiore del circuito, tra la sommit? del captatore solare e la biforcazione,uno scambiatore termico che costituisce la sorgente calda dell'apparecchio scalda acqua.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, sulla canalizzazione di alimentazione situata immediatamente a monte dell'espansore - evaporatore, ? prevista una prima valvola di cui si comanda l'apertura o la chiusura in funzione della pressione media che regna all'interno del circuito.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, all'interno del circuito stagno, si mette un fluido la cui temperatura e pressione di vaporizzazione sono intermedie tra le condizioni che regnano alla sommit? e alla parte bassa del circuito, cos? che la parte di questo circuito situata al di sopra del captatore solare contiene praticamente esclusivamente gas, mentre per contro la parte situata al di sotto, ? riempita di liquido.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione,l'espansore-evaporatore ? situato all'interno di un recinto termicamente isolato, suscettibile di funzionare a m? di un armadio frigorifero o di un colmano o cassone di congelazione.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione,un serbatoio-condensatore ? intercalato immediatamente a valle dell'espansore-evaporatore.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione,una seconda valvola ? prevista inmediatamente a valle del serbatoio-condensatore,di modo che,utilizzando le due valvole, si pu? eventualmente isolare dal circuito tutto il ramo sul quale ? situato il detentore-evaporatore.

Il disegno allegato, fornito a titolo d? esempio non limitativo,permetter? di comprendere meglio le caratteristiche dell'invenzione.

L'unica figura rappresenta schematicamente il circuito chiuso di un impianto secondo l'invenzione.

Sul disegno, ? stato rappresentato il circuito chiuso di un impianto secondo l'invenzione che comprende un captatore solare 1.Questo captatore ? costituito da un pannello di tipo noto,all'interno del quale si trova, allo stato liquido 2,un fluido che pu? essere,per esempio, del tipo di quelli che si utilizzano abitualmente negli impianti frigoriferi nei quali esso ? alternativamente sottomesso a trasformazioni successive per condensazione e per evaporazione.S? tratta di un fluido che, lungo tutta la sua circolazione nel circuito chiuso dell'impianto,passa alternativamente dallo stato liquido allo stato gassoso, in funzione delle temperature locali.

Alla sua sommit?,il pannello o captatore solare 1 ? collegato,tramite una canalizzazione ascendente 3,alla parte alta di uno scambiatore termico 4. Quest'ultimo ? orientato leggermente in pendenza,di modo che il fluido vi discende nello stesso tempo che vi circola nel senso indicato dalla freccia 5-Questo scambiatore 4 ? preferibilmente alloggiato all'interno di un pallone di acqua calda 6,suscettibile di costituire un apparecchio scalda acqua.

A valle dello scambiatore 4,il circuito presenta una biforcazione 7,al di l? della quale esso si separa in due rami 8 e 9, lungo i quali ? prevista una pendenza naturale.

Il ramo 9 ridiscende fino ad un primo serbatoio 10,di fluido liquido 2, la cui parte inferiore comunica, tramite una canalizzazione 11, con la base del pannello solare 1.

Il secondo ramo 8 discende fino ad una prima valvola d'apertura o di chiusura 12, per attraversare successivamente un evaporatore-scambiatore 13,al di sotto del quale si trovano in successione un serbatoio-condensatore 14, poi una seconda valvola d'apertura o di chiusura 15.Al di sotto di questa valvola,una canalizzazione discendente 16 va a raccordarsi alla canalizzazione collettrice generale 11.

L'evaporatore-scambiatore 13 ? preferibilmente alloggiato all'interno di un cassone di isolamento termico 17, in modo tale da costituire un armadio frigorifero,un cassone di congelamento,o simili.

11 funzionamento ? il seguente:

Sullo schema ? tracciata una linea teorica orizzontale 18, schematizzante il livello al di sotto del quale il fluido 2 ? allo stato liquido,mentre al di sopra di questo livello,esso ?,in linea di principio, allo stato gassoso, e sotto forte pressione.Una eccezione pu? esistere per quanto concerne la canalizzazione 8,immediatamente a monte della valvola 12:quando quest'ultima ? chiusa,una certa quantit? di fluido liquido si pu? accumulare nella zona indicata con 19.Si vede che,grazie alla configurazione impartita all'insieme dell'impianto,questa eventuale accumulazione di liquido in 19 ? benefica per l'iniezione di fluido allo stato liquido al livello dell'espansore 13 non appena si apre la valvola 12.

Durante le ore calde della giornata,allorch? l'insolazione ? massima sul pannello 1,si possono mantenere chiuse le valvole 12 e 15. Il liquido evaporato nel captatore 1 si eleva,per circolazione naturale,nella canalizzazione 3-Il vapore attraversa lo scambiatore 4, in cui una parte si condensa scaldando l'acqua del pallone 6, poi il liquido rinviene,tramite la canalizzazione 9,al serbatoio 10,e cos? di seguito.

Per contro,allorch? si apre la valvola 12, essendo la pressione pi? elevata nella canalizzazione 8,si verifica nel medesimo tempo,un'iniezione di liquido ed espansione di vapore nell'espansore-evaporatore 13-La valvola 12 deve essere richiusa molto velocemente,affinch? la pressione non risalta troppo tra le valvole 12 e 15.La condensazione del vapore ? effettuata nel serbatoio 14,con restituzione di calore al mezzo ambiente.L'espansione-evaporazione.inll3:;provoca,fin._questo_punto,una produzione di'frigorie

RIVENDICAZIONI

1. Impianto solare comprendente un captatore solare (1) raccordato ad un circuito chiuso stagno all'interno del quale circola un gas liquefacibile,caratterizzato dal fatto che il gas uscente dalla parte superiore (3) del captatore solare (1)ridiscende, per circolazione naturale,verso una biforcazione (7) il cui primo ramo (9) ridiscende verso un serbatoio di liquido (10) collegato per altro,alla parte inferiore del captatore solare (1),mentre il secondo ramo (8) di questa biforcazione (7) discende verso una prima valvola (12) a valle della quale si trova un?espansore-evaporatore (13) dove discende il fluido,per circolazione naturale,e si condensa in un serbatoio condensatore (14), a valle del quale una seconda valvola (15)resta chiusa durante il funzionamento del-11impianto.

2. Impianto solare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la circolazione dentro l'insieme del circuito si effettua per convezione naturale,e dal fatto che con l'impiego giudizioso delle due valvole (12) e (15), la pendenza in (8) a monte dell'espansore-evaporatore (13) contribuendo ad impedire qualsiasi accumulo locale indesiderabile di fluido liquido (2).

3. Impianto solare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 e 2,caratterizzato dal fatto che,nella parte superiore del circuito,tra la sommit? (3) del captatore solare (1),e la biforcazione (7), si intercala uno scambiatore termico (4) che costituisce la sorgente calda di un apparecchio scalda acqua.

4. Impianto solare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che,sulla canalizzazione di alimentazione (8) situata immediatamente a monte dell'espansore-evaporatore (13), ? pre

Claims (1)

1. vista una prima valvola (12),di cui si comanda l'apertura o la chiusura, in funzione della pressione media che regna all'interno del circuito.

   5. Impianto solare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che,all'interno del circuito stagno, si mette un fluido (2) la cui temperatura e la pressione di vaporizzazione sono intermedie tra le condizioni che regnano alla sommit? e alla parte bassa del circuito,cos? che la parte di questo circuito situata al di sopra del captatore solare (1) al livello (18) contiene praticamente soltanto gas,mentre per contro,la parte situata al di sotto del .livello (18) ? riempita di liquido.

   6. Impianto solare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'espansore-evaporatore (13) ? situato all'interno di un recinto (17) termicamente isolato,mentre il serbatoio di condensazione (14) ? situato all'esterno di detto recinto (17),tutto l'insieme essendo suscettibile di funzionare a m? di un armadio frigorifero o di un cassone di congelamento.

   7. Impianto solare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che una seconda valvola (15) ? prevista immediatamente a valle del condensatore (14),di modo che utilizzando in maniera opportuna le due valvole (12)e (15), si pu?,sia far funzionare il refrigeratore, sia isolare il circuito (8) verso (16),sia infine aprire,di notte,questo circuito,per il recupero del fluido condensato.