ITRM970416A1 - Pannello assorbitore di energia solare ad altissimo rendimento, ottenuto per mezzo di elementi trasparenti e di sostanze ad alto - Google Patents

Description

Descrizione del breveto per invenzione industriale avente per titolo: " Pannello assorbitore di energia solare ad altissimo rendimento, otenuto per mezzo di elementi trasparenti e di sostanze ad alto coefficiente di assorbimento finemente disperse nel liquido (a cìrcuto chiuso) per il trasporto altrove dell’energia raccolta ”

Riassunto:

I pannelli solari per la produzione di acqua calda (v. figura allegata), per usi civili od industriali, tradizionalmente , sono composti dai seguenti elementi sostanziali:

di una finestra A, d’ingresso della radiazione solare, che ha lo scopo di creare il cosidetto effetto serra , “intrappolando” l' energia termica della radiazione solare,

di uno o più pannelli anneriti B con vernici opache, o con altri mezzi, per alzare il più possibile il coefficiente di assorbimento del pannello medesimo,

di un liquido di scambio e trasporto di calore C, che può essere o direttamente l’acqua da utilizzare o indirettamente da un più elaborato sistema a circolazione chiusa, che pòrta il calore altrove, ossia ad un serbatoio di accumulo del medesimo e...

di un contenitore D, dei suddetti elementi, opportunamente coibentato dallo strato E, per evitare inutili dispersioni di energia termica (calore) e dare sostegno meccanico al complesso, e spesso viene impiegato l’elemento riflettente F, per migliorare il rendimento.

Nella presente invenzione, fermo restando una struttura simile a quella tradizionale, l' innovazione consiste nel utilizzo di un pannello (al posto di quello B elencato precedentemente) con uno trasparente, e quindi, per ottenere un’ottimo coefficiente di assorbimento, da parte del liquido circolante, si impiega una sostanza opaca G, di particolare composizione, ad alto valore di coefficiente di assorbimento, finemente; dispersa nel suddétto liquido, con lo scopo di alzare il più possibile il rendimento del sistema.

Descrizione:

La superficie assorbente ed il liquido per il trasporto del calore sono gli elementi più importanti in un collettore di energia termica, se basata su pannelli solari.

Detto collettore è solitamente costituito da uno o più pannelli realizzati con materiali vari, anneriti con vernici opache, o con altri mezzi, per alzare al massimo il coefficiente di assorbimento del calore del pannello medesimo, e di un liquido di scambio di calore, che può essere o direttamente l’acqua da utilizzare o indirettamente da un più elaborato sistema a circolazione chiusa, che porta il calore ad un serbatoio di accumulo del medesimo.

I pannelli metallici presentano di solito problemi di corrosione, e quindi di durata, dovuta spesso a coppie galvaniche (metalli di diversa natura) o per corrosione chimica (composizióne del liquido, p. es. anticongelanti).

Va fatto notare che per annerire un pannello si devono impiegare vernici, che sono materiali isolanti, oppure si devono anodizzare, creando uno strato di ossido scuro (isolante anch’esso), o comunque cattivi conduttori del calore. Va fatto notare, altresì, che le escursioni termiche (salto di temperatura fra giorno e notte in particolare), riducono la durata e quindi l’efficienza anche di una buona vernice, attraverso processi di sfaldamento o di spellicolaturà, ed inoltre, non ultimo argomento; l’inevitabile contaminazione della superficie annerita con la polvere atmosferica, che ne riduce in breve tempo la sua efficienza (si noti che non si può ricorrere alla chiusura ermetica del complesso, altrimenti si avrebbero inevitabili eccessi dì pressione, dovute alle forti vàriazioni di temperatura dell’aria racchiusa in esso, che potrebbero portare anche allo scoppio del medesimo).

Nella presente invenzione, fermo restando una struttura simile a quella tradizionale, linnovazione consiste nel utilizzo di un pannello, non già annerito, ma trasparente, e quindi, per ottenere un’ottimo coefficiente di assorbimento, da parte del liquido circolante, si impiega una sostanza opaca di particolare composizione, ad alto valore del suo coefficiente di assorbimento termico, finemente dispersa nel suddetto liquido, con lo scopo di alzare il rendimento, di ridurre i costi di produzione, e riducendo drasticamente la manutenzione del pannello, in quanto può finalmente essere costruito interamente con delle, moderne materie plastiche senza problemi di corrosione, nè galvanica, nè chimica.

L’intimo contatto termico fra le finissime particelle (o pigmenti) con il liquido che le contiene e le trasporta, porta il rendimento a valori molto alti. Il contatto termico particelle-liquido si mantiene- anche durante la fase nella quale, dovuto alla circolazione, detto liquido non è più esposto ai raggi solari, trasmettendogli, quindi, fino all’ultima caloria

Nella figura allegata è rappresentata a titolo esemplificativo e molto schematico una possibile forma di realizzazione del pannello assorbitóre.

In rapporto a tale figura si descrive il pannello assorbitore che si vuole proteggere con il brevetto industriale; esso è costituito da una truttura di tipo tradizionale ma con sostanziali differenze negli elementi B e C, come vedremo di seguito.

L’elemento A è la cosidetta finestra di ingresso della radiazione solare. Il suo scopo è quello di far entrare la maggior quantità di energia per poi impedirgli di disperderla verso Γ esterno. Il miglior materiale per questo importante elemento è il vetro , anche se spesso vengono usate delle materie plastiche, ma sopratutto per motivi diversi da quelli del miglior rendimento.

L’elemento B è tradizionalmente costituito da una lastra (metallica o di altri materiali), annerita ed opaca, che ha lo scopo di assorbire la radiazione solare e di trasmetterla, per conduzione termica, al liquido sottostante (circuito chiuso o no), C. L’elemento D è un contenitore che racchiude il tutto e dà la necessaria stabilità meccanica al complesso (p. es. contro il vento forte, le intemperie, etc.).

L’elemento E (quasi sempre presente nelle soluzioni tradizionali) è uno strato di coibentazione termica (p. es. polistiròlo o poliuretano espansi, fibre di roccia o di vetro od altro ancora) per limitare il trasporto verso l’estemo del calore raccolto.

L’elemento F, finalmente non sempre presente tradizionalmente, è un riflettore della radiazione termica rivolto verso il “dorso” del elemento B, tendente ad aumentare il rendimento del sistema.

Nel presente trovato , l’innovazione risiede negli elementi B e C: L’elemento B, anziché opaco od annerito è trasparente e l’elemento C, ossia il liquido circolante (in questo caso necessariamente a circuito chiuso), diventa il direto assorbitore della radiazione solare mediante Γ introduzione in esso di pigmenti o di sostanze ad alto coefficiente di assorbimento dell’energia termica-radiativa proveniente dal Sole, schematizzate come puntini neri nella figura con la lettera G.

Claims (8)

1. Rivendicazióni: 1. Pannello assorbitore di energia solare ad altissimo rendimento , caratterizzato da una struttura di tipo tradizionale (v. figura allegata).
2. 2. Pannello assorbitore di energia solare ad altissimo rendimento , come da rivendicazione precedente, in cui Γ elemento B è trasparente alla radiazione solare.
3. 3. Pannello assorbitore di energia solare ad altissimo rendimento , come da rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento C, il liquido circolante, diventa il diretto assorbitore della radiazione solare mediante l’introduzione in esso di pigmenti o di sostanze ad alto coefficiente di assorbimento dell’energia termica-radiativa, evidenziate come piccoli puntini nella figura allegata e contrasegnate dalla lettera G.
4. 4. Pannello assorbitore di energia solare ad altissimo rendimento, come da rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento F è un riflettore della radiazione termica rivolto verso il dorso del elemento B, tendente ad aumentare il rendimento del sistèma.
5. 5. Pannèllo assorbitore di energia solare ad altissimo rendimento, come da rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento E è uno strato di coibentazione termica (p. es. polistirolo o poluretano espansi, fibre di roccia o di vetro od altro ancora) per minimizzare il trasporto verso l’esterno del calore.
6. 6. Pannello assorbitore di energia solare ad altissimo rendiménto, come da rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento D è il contenitore che acchiude il tutto e dà la necessaria stabilità meccanica al complesso, contro dazione del vento-forte e degli agenti atmosferici ostili.
7. 7 Pannello assorbitore dì energìa solare ad altissimo rendimento , come da rivendicazioni precedenti, in cui la natura delle sostanze pigmentanti od in sospénsione nel liquido di cui al punto 3, non debbano essere vincolanti del presente trovato , e la cui scelta, peraltro vastissima, che dipende da diversi motivi (per esempio, la loro non tossicità, la loro non aggressività chimica, la loro capacità di non decantare e/o eventualmente di non cristallizzare, specie durante le soste che può avere il sistema, in modo da non impedire la loro circolazione nella successiva riattivazione del sistema. medesimo), non può costituire motivo per introdurre false o pretestuose innovazioni al presente trovato.
8. 8. Pannello assorbitore di energia solare ad altissimo rendimento, come da rivendicazioni precedenti, in cui viéne individuato còme eccellente per fame l’elemento di cui al punto 2. (pannello trasparente B), il materiale plastico la cui denominazione chimica è “policarbonato” (registrato con il marchio LEXAN ® , e commercializzato con il nome THERMOGLEAR G. E .<®>), in particolare nella sua forma di lastre estruse a scanalature cave longitudinali (utilizzando detti canali per fare circolare il liquido di cui al punto 3.), dovuto alla sua trasparenza, alla sua straordinaria resistenza meccanica , - alla sua passività alle aggressioni chimiche , alle sue caratteristiche di lento invecchiamento , alla sua resistenza alle alte temperature (oltre gli 80 °C) ed anche per il sud relativo basso, costo per metro quadro.