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La présente invention est relative à une installation perfectionnée pour la production d'eau chaude, par accumulation de l'énergie sola.ire.
Il est connu que pour la production d'eau chaude, on a déjà proposé divers types de chaudières solaires constituées, d'une manière générale, par un ou plusieurs récepteurs du rayonnement solaire, un échangeur de chaleur et un ré- servoir d'accumulation de l'eau chaude. Si ces appareils n'ont pas été exploités à l'échelle industrielle, c'est uniquement parce que la généralité de ces appa- reils comporte un cycle de fonctionnement réversible, de sorte qu'ils ne peuvent débiter que de très petites quantités d'eau chaude à une température relativement basse.
On a.déjà remédié à l'inconvénient ci-dessus en rendant irréversi- ble le cycle de 'fonctionnement, ce résultat étant atteint., par exemple, en dis- posant l'échangeur de chaleur la base de l'appareil. Les essais effectués avec ce dernier type d'appareil ont démontré que si même pendant les périodes où la durée d'insolation est la plus courte, leur rendement était tel que, sans qu'il soit nécessaire de donner aux récepteurs du rayonnement solaire des dimensions exagérées, il était possible de les utiliser pour produire quotidiennement plu- sieurs centaines de litres d'eau à une température largement supérieure à 40 C, les résultats obtenus ne sont toutefois pas encore suffisants pour permettre une exploitation vraiment industrielle.
L'invention a pour objet la réalisation d'une installation dont le cycle de fonctionnement est aussi irréversible, mais qui comporte, par rapport à l'installation de même type connue, un nombre important de perfectionnements ayant pour effet d'accroître encore considérablement le rendement en eau chaude et de rendre ainsi possible l'emploi de telles installations à l'échelle indus- trielle.
L'installation suivant l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comporte un ou plusieurs récepteurs du rayonnement solaire en communica- tion avec un échangeur de chaleur disposé à la base d'un réservoir d'accumulation d'eau chaude, ledit échangeur de chaleur étant prolongé à sa partie supérieure par un accélérateur débouchant dans ledit réservoir d'accumulation au-dessus du plan horizontal médian de ce dernier.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, un réservoir de com- pensation niveau constant ou un vase d'expansion est raccordé à la tubulure su- périeure de l'échangeur de chaleur.
Selon une forme de réalisation de l'invention, l'accélérateur est constitué par un tube à paroi très mince prolongeant vers le haut la colonne d'eau chaude sortant du faisceau tubulaire de l'échangeur de chaleur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent, schématiquement et simplement à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'ins- tallation.
Sur ces dessins :
La fig. 1 est une vue en élévation d'ensemble d'une installation à deux récepteurs du rayonnement solaire.,
La fig. 2 est une vue en coupe d'un échangeur surmonté de son accélé- rateur.
La fig. 3 est une vue en plan de l'échangeur de la fig. 2.
La fige 4 est une vue de profil de l'ensemble comportant le réservoir d'accumulation d'eau chaude, l'échangeur et les appareils accessoires.
La fig. 5 est une vue en coupe partielle suivant V-V de la fig. 4.
La-fig. 6 est une vue en coupe suivant VI-VI de la fig. 7 d'un récepteur du
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rayonnement solaire.
La fig. 7 est une vue en plan correspondant à celle de la fig. 6.
La fig. 8 est une vue de profil d'un récepteur monté sur ses supports,
La fig. 9 est une vue schématique partie en coupe d'un réservoir de compensation.
La fig. 10 est une vue schématique partie en coupe d'un vase d'expan- sion.
Les figs 11 à 14 sont des vues schématiques illustrant des installa- tions à plusieurs récepteurs du rayonnement solaire.
En se reportant à la fig. 1 d'ensemble, l'installation comporte deux récepteurs du rayonnement solaire désignés par 1, un échangeur de chaleur 2 sur- monté d'un réservoir 3 pour l'accumulation d'eau chaude et un réservoir de com-- pensation, ou un vase d'expansion 4, chaque récepteur 1 étant relié à l'échangeur 2 par une tubulure inférieure 5 et une tubulure supérieure 6, en matière plasti- que, serrée par des colliers.
Selon l'exemple d'exécution représenté aux figs 2 et 3, l'échangeur de chaleur proprement dit, désigné par 2 à la fig. 1, comporte un corps cylindri- que 7 en cuivre dans lequel sont montés des tubes 8 parallèles, en cuivre rouge, maintenus entre deux plaques, telles que 10, obturant le corps 7 à ses deux ex- trémités. Le corps 7 est pourvu de deux brides 9 et 9' pour le raccordement des tubulures 5 et 6, ce corps 7 avec les tubes 8 qu'il contient, étant logé dans une cuve 7' (voir figs 4 et 5) elle-même placée dans une jaquette 2' de protection.
L'espace compris entre la cuve 7' et la jaquette 2' est rempli d'une matière ca- lorifuge, telle que de la laine de verre.
L'espace compris entre le corps 7 et la cuve 7' ainsi que l'espace interne des tubes ¯8 sont destinés à être parcourus par l'eau à chauffer. Celle-ci est délivrée par le réseau d'alimentation et pénètre à l'intérieur de la cuve 7; par une tubulure T surmontée d'un déflecteur S en forme de disque incurvé.
En ce qui concerne le liquide chauffant provenant du ou des récepteuri 1 il circule à l'intérieur du corps cylindrique 7 tout autour des tubes 8.
A son extrémité supérieure, le faisceau formé par les tubes 8 débou- che dans un tube 11, en métal ou matière plastique, de même section que le corps
7. Ce tube 11, qui constitue l'accélérateur dont il a été fait mention, est à pa- roi très mince et pénètre à l'intérieur du réservoir 3 à la base duquel est fixé, par l'intermédiaire de deux collerettes boulonnées, 171-échangeur 2 (voir figs 4 et 5). La hauteur du tube 11 est telle qu'il débouche dans le réservoir 3 au-des- sus du niveau du plan horizontal médian de ce dernier.
Grâce à la présence de l'accélérateur 11, il se forme dans le réser- voir 3, lorsque l'installation est en service, une colonne d'eau de grande hau- teur qui rend très intense la circulation de l'eau par thermo-siphon, d'où il résulte un accroissement considérable du rendement. Une autre action de l'accélé- rateur est qu'il chasse très rapidement vers le haut du réservoir 3 l'eau chaude dès sa production, de sorte qu'on obtient une rapide mise en service et une grande souplesse de fonctionnement de l'installation.
En ce qui concerne le réservoir 3 à la base duquel l'échangeur est monté, il est constitué (figs 4 et 5), par une cuve métallique 12, de préférence en acier galvanisé, en acier inoxydable ou en cuivre rouge, selon les cas, enfer- mée dans une gaine 13 en une'matière calorifuge, telle que la laine de verre, pro tégée elle-même des intempéries par une jaquette 14 en métal léger ou en acier galvanisé mince. L'intervalle entre la jaquette 14 et la cuve 12 est maintenu constant à l'aide de barrettes 15 en matière isolante. Le réservoir 3 forme ainsi un véritable récipient isotherme de sorte que la perte de calories par radiation --ou-convection est pratiquement nulle.
Comme représenté, le réservoir 3 est sup-
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porté à la hauteur convenable par trois pieds 16 soigneusement isolés au moyen de cales en matière isolante.
Bien que cela ne soit pas indispensable, la cve 12 est pourvue vers son sommet d'un alvéole destiné à recevoir une résistance électrique 17 de faible puissance commandée par un thermostat 18 placé à proximité. Cette résistance qui n'est appelée à fonctionner que très rarement, par exemple lors d'une longue pé- riode de pluie, permet lorsqu'elle est en service de maintenir toujours une petite quantité d'eau chaude en réserve, et cela avec une consommation de courant infime du fait qu'elle n'a à fournir qu'un appoint de calories.
Pour l'évacuation de l'eau chaude du réservoir, celui-ci est pourvu d'une conduite 19 s'ouvrant aussi haut que possible dans la cuve 12 et noyée dans la gaine 13.
Le fluide chauffant fournissant à l'échangeur de chaleur 2 les calo- ries nécessaires au fonctionnement de ce dernier pravient d'au moins un récepteur du rayonnement solaire. Celui-ci (voir figs 6 et 7) est constitué par un châssis 20 réalisé à l'aide d'une cornière à branches inégales, de préférence en acier profilé à froid galvanisé, le fond dudit châssis étant obturé par une plaque 21 en fibro-ciment sur laquelle repose une couche 22 en laine de verre.
C'est sur cette couche 22 que repose la cellule réceptrice du rayonnement solaire, cette cellule ayant, ainsi qu'il résulte du dessin, la forme d'un rectangle dont le grand coté est sensiblement deux fois plus long que le petit-
La cellule précitée est constituée par deux feuilles métalliques 23 et 24, agrafées l'une à l'autre et réunies par soudure sur toute leur périphérie, les deux feuilles précitées étant en outre maintenues très rapprochées l'une de l'autre par de nombreux points de soudure électrique? tels que 23, rationnellement disposés pour faciliter la circulation entre ces deux feuilles du liquide chauf- fant porté à température élevée par le rayonnement solaire.
De préférence, la face supérieure de la feuille métallique 24 est re- couverte d'un enduit à texture granuleuse à base de noir de fumée.
Dans l'espace délimité par les deux feuilles 23 et 24, et sur l'un des petits c8tés du châssis 20, débouchent deux tubulures 26-et 27 de forte section qui correspondent, respectivement, aux tubulures 5 et 6 indiquées 'ci=dessus et qui sont raccordées aux deux brides 9 et 9' de l'échangeur de chaleur.
La cellule constituée par les deux feuilles 23 et 24 est maintenue en place dans le châssis 20 par quatre petites languettes de bois 28 rapportées à l'aide de vis sur ledit châssis.
La protection de la cellule contre les intempéries est assurée par un cadre 29 réalisé à l'aide de profilés en T en fer galvanisé, ce cadre étant recou- vert d'une bande de matière plastique dans laquelle sont enchâssées des feuilles de verre, l'ensemble constituant un couvercle transparent qui est fixé sur le châssis 20 l'aide de vis.
Sur les petits cotés du châssis 20 sont soudés deux tenons 30 et 31 filetés permettant, avec des écrous, le montage de chaque récepteur 1 (fig. 8), en position inclinée sur un support constitué par un élément coudé 32 et un élé- ment rectiligne 33, ces deux éléments étant réalisés à l'aide d'un fer plat gal- vanisé ét étant percés chacun d'un trou recevant, respectivement, les tenons 30 et 31. Pour permettre de faire varier l'inclinaison du récepteur 1, l'élément 32 est percé de trous 34 avec chacun desquels on peut amener en concordance un trou percé à, l'extrémité libre de l'élément 33,
qui est immobilisé à l'aide d'un boulon traversant le trou de l'élément 33 et'le trou 34 de l'élément 32 en con- cordance avec le précédent. Il est à. remarquer que le fer plat utilisé pour la réalisation des éléments 32 et 33 est de préférence très mince, de manière à pré- senter une flexibilité suffisante pour permettre une dilatation éventuelle du châs- sis 20.
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Comme on l'a indiqué précédemment, l'installation comporte un réser- voir de compensation ou un vase d'expansion 4 raccordé à la tubulure supérieure 6 de l'échangeur de chaleur 2.
Dans les installations destinées aux pays chauds et afin de ne pas avoir à surveiller le niveau de l'eau dans le ou les récepteurs de ladite instal- lation, même en cas d'ébullition ou de fuite, il est indiqué d'équiper ladite ins tallation d'un réservoir de compensation à niveau constant. Comme représenté à la fig. 9, le réservoir en question peut être constitué par un récipient 35 dans le- quel débouche un tube 36 d'alimentation en eau contrôlé par un clapet obturateur 37 soumis à l'action d'un flotteur 38.
Dans les pays tempérés, où l'ébullition est moins à craindre, on peut remplacer le réservoir de compensation à niveau constant qui vient d'être décrit par un simple vase d'expansion, tel que 39 (fig. 6), de préférence en une matière plastique translucide, ce vase étant obturé par un simple clapet à boule 40 fer- mant l'ouverture 41 de remplissage.
Le fonctionnement de l'installation décrite est le suivant :
L'installation étant mise en place sur un toit ou sur une terrasse, dans un jardin ou contre un mur, etc.., de façon que le ou les récepteurs 1 soient exposés le plus possible aux rayons du soleil, on commence par remplir d'eau le réservoir d'accumulation 3, puis on remplit de même le ou les récepteurs 1 avec de l'eau à laquelle on a ajouté, de préférence, un liquide anti-gel pour abaisser son degré de congélation.
Dès que les rayons du soleil frappent le ou les récepteurs de l'ins- tallation, la température s'élève dans ceux-cide sorte que le liquide se met en circulation par thermo-siphon, en circuit ferme, et réchauffe le corps 7 de l'é- changeur 2. A son tour, l'eau contenue dans ledit corps s'échauffe et s'élève dans l'accélérateur 11 d'où elle est chassée vers le haut du réservoir 3 en amor- çant ainsi le fonctionnement d'un second thermo-siphon qui, accélérant à son toun le fonctionnement du premier thermo-siphon, augmente le rendement de l'ensemble dans des proportions considérables.
L'eau chaude s'étant rapidement accumulée dans le réservoir 3, si l'on ouvre un robinet d'eau chaude le volume d'eau prélevé est aussit8t remplacé par un égal volume d'eau froide qui pénètre par la tubulure T surmontée du déflec- teur S.
Grâce à l'ensemble des dispositions adoptées et décrites ci-dessus l'installation selon l'invention est d'un rendement considérable, la quantité de chaleur produite.Q, résultant de la formule
Q = # S (T-t) dans laquelle : e # désigne le coefficient de conductivité thermique de la matière servant à la fabrication des tubes 8, coefficient qui pour le cuivre rouge est égal à 320,
S désigne la surface totale des tubes 8 qui par construction est très importante, e désigne l'épaisseur des tubes 8 qui est la plus faible possible, compte tenu de la résistance à la pression, (T-t) désigne la différence des températures entre la température T dans les ré- cepteurs et la température t au bas de l'échangeur,
différence qui est rendue maximum par le jeu de l'accélérateur qui renvoie rapidement vers le bas la plus grande quantité d'eau à la température minimum, est maximum.
Il y a lieu de remarquer pour terminer que dans une installation ne comportant qu'un échangeur de chaleur 2 et un réservoir d'accumulation d'eau chau de 3, il est possible, suivant le débit d'eau chaude désiré, d'utiliser un, deux
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ou plusieurs récepteurs 1. D'une manière générale, et à titre d'exemple non li- mitatif, on peut dire que l'on peut utiliser un seul récepteur 1 pour un appareil de 125 litres, deux récepteurs 1 montés en parallèle (fig. 11) pour un appareil de 250 litres, quatre récepteurs 1 montés en parallèle, soit sous la forme d'un éventail (fig. 12), soit sous la forme d'un bloc (fig. 13), suivant la place dont on dispose, pour un appareil de 500 litres.
Rien n'empêche non plus pour un appa- reil de 500 litres, qui semble être la capacité maximum, de monter, comme le mon- tre la fig. 14, six récepteurs 1 en parallèle. Si, avec cette dernière disposition, la capacité n'est pas augmentée on dispose toutefois d'une puissance de chauffe considérable.
Bien entendu il est possible, selon le.résultat que l'on veut obtenir, d'adopter de multiples combinaisons toujours simples et, par exemple: a) de monter plusieurs appareils de 500 litres en parallèle pour avoir de plus grandes capacités que celles indiquées ci-dessus ; b) de monter en série une installation selon l'invention avec un chauffe-eau électrique déjà existant : c) de monter en parallèle une ou plusieurs installations selon l'in- vention qui sont à leur tour montées en série avec un appareil comportant un brûleur alimenté en combustible liquide fluide ou gazeux, etc...
Il va de soi que l'installation n'a été décrite et représentée qu'à titre purement explicatif;, nullement limitatif. et que diverses modifications de détail pourraient être apportées à la forme de réalisation indiquée sans qu'on sorte pour cela du domaine de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que le corps
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cylindrique 7 de l'àchangeixr 2 pourra être npr''nr*ê pour augm¯-e.: sa résistance à la pression.
REVENDICATIONS.
1.- Installation perfectionnée pour la production d'eau chaude par accumulation de l'énergie solaire, caractérisée par le fait qu'elle comporte'un ou plusieurs récepteurs du rayonnement solaire (1) en communication avec un échan- geur de chaleur (2) disposé à la base d'un réservoir d'accumulation d'eau chaude (3), ledit échangeur de chaleur étant prolongé à sa partie supérieure par un ac- célérateur (11) débouchant dans ledit réservoir d'accumulation au-dessus du plan horizontal médian de ce dernier.
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The present invention relates to an improved installation for the production of hot water, by accumulating solar energy.
It is known that for the production of hot water, various types of solar boilers have already been proposed consisting, in general, of one or more receivers of solar radiation, a heat exchanger and an accumulation tank. hot water. If these devices have not been used on an industrial scale, it is only because the general nature of these devices has a reversible operating cycle, so that they can only deliver very small quantities of hot water at a relatively low temperature.
The above drawback has already been overcome by making the cycle of operation irreversible, this result being achieved, for example, by placing the heat exchanger at the base of the apparatus. The tests carried out with the latter type of device have shown that if, even during the periods when the sunshine duration is the shortest, their efficiency was such that, without it being necessary to give the solar radiation receivers dimensions exaggerated, it was possible to use them to produce several hundreds of liters of water daily at a temperature well above 40 ° C., the results obtained are however not yet sufficient to allow truly industrial exploitation.
The object of the invention is the production of an installation whose operating cycle is also irreversible, but which comprises, compared to the installation of the same known type, a large number of improvements having the effect of further considerably increasing the hot water efficiency and thus make possible the use of such installations on an industrial scale.
The installation according to the invention is characterized in that it comprises one or more receivers of solar radiation in communication with a heat exchanger arranged at the base of a hot water storage tank, said exchanger of heat being extended at its upper part by an accelerator opening into said accumulation tank above the median horizontal plane of the latter.
According to another characteristic of the invention, a constant level compensation tank or an expansion tank is connected to the upper pipe of the heat exchanger.
According to one embodiment of the invention, the accelerator consists of a very thin-walled tube extending upwards the column of hot water leaving the tube bundle of the heat exchanger.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows with reference to the appended drawings which represent, schematically and simply by way of example, one embodiment of the installation.
On these drawings:
Fig. 1 is an overall elevational view of an installation with two solar radiation receivers.,
Fig. 2 is a sectional view of an exchanger surmounted by its accelerator.
Fig. 3 is a plan view of the exchanger of FIG. 2.
Figure 4 is a side view of the assembly comprising the hot water storage tank, the exchanger and the accessory devices.
Fig. 5 is a partial sectional view along V-V of FIG. 4.
The-fig. 6 is a sectional view along VI-VI of FIG. 7 from a receiver
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solar radiation.
Fig. 7 is a plan view corresponding to that of FIG. 6.
Fig. 8 is a side view of a receiver mounted on its supports,
Fig. 9 is a schematic view partly in section of a compensation tank.
Fig. 10 is a schematic view in section of an expansion vessel.
Figures 11 to 14 are schematic views illustrating installations with several receivers of solar radiation.
Referring to fig. 1 as a whole, the installation comprises two solar radiation receivers designated by 1, a heat exchanger 2 topped with a tank 3 for accumulating hot water and a compensation tank, or a expansion vessel 4, each receiver 1 being connected to exchanger 2 by a lower pipe 5 and an upper pipe 6, made of plastic material, clamped by clamps.
According to the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the heat exchanger proper, designated by 2 in FIG. 1, comprises a cylindrical copper body 7 in which are mounted parallel tubes 8, made of red copper, held between two plates, such as 10, closing off the body 7 at its two ends. The body 7 is provided with two flanges 9 and 9 'for connecting the pipes 5 and 6, this body 7 with the tubes 8 which it contains, being housed in a tank 7' (see figs 4 and 5) itself placed in a protective 2 'jacket.
The space between the tank 7 'and the jacket 2' is filled with a calorific material, such as glass wool.
The space between the body 7 and the tank 7 'as well as the internal space of the tubes ¯8 are intended to be traversed by the water to be heated. This is delivered by the supply network and penetrates inside the tank 7; by a tube T surmounted by a deflector S in the form of a curved disc.
As regards the heating liquid coming from the receiver (s) 1, it circulates inside the cylindrical body 7 all around the tubes 8.
At its upper end, the bundle formed by the tubes 8 opens into a tube 11, made of metal or plastic, of the same section as the body.
7. This tube 11, which constitutes the accelerator mentioned above, has a very thin wall and penetrates inside the reservoir 3 at the base of which is fixed, by means of two bolted flanges, 171-exchanger 2 (see figs 4 and 5). The height of the tube 11 is such that it opens into the reservoir 3 above the level of the median horizontal plane of the latter.
Thanks to the presence of the accelerator 11, in tank 3, when the installation is in service, a high water column is formed which makes the circulation of water very intense by thermo. -siphon, which results in a considerable increase in yield. Another action of the accelerator is that it expels the hot water very quickly upwards from the tank 3 as soon as it is produced, so that one obtains a rapid commissioning and a great flexibility of operation of the. installation.
Regarding the tank 3 at the base of which the exchanger is mounted, it is constituted (figs 4 and 5), by a metal tank 12, preferably in galvanized steel, stainless steel or red copper, depending on the case. , enclosed in a sheath 13 of a heat-insulating material, such as glass wool, itself protected from bad weather by a jacket 14 of light metal or thin galvanized steel. The interval between the jacket 14 and the tank 12 is kept constant by means of strips 15 of insulating material. The tank 3 thus forms a true isothermal receptacle so that the loss of calories by radiation --or-convection is practically zero.
As shown, the reservoir 3 is sup-
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carried at the appropriate height by three 16 feet carefully insulated by means of insulating material wedges.
Although this is not essential, the cell 12 is provided towards its top with a cell intended to receive an electrical resistance 17 of low power controlled by a thermostat 18 placed nearby. This resistance, which is only called upon to operate very rarely, for example during a long period of rain, allows when it is in service to always maintain a small quantity of hot water in reserve, and that with a low current consumption because it only needs to supply extra calories.
For the discharge of hot water from the tank, the latter is provided with a pipe 19 opening as high as possible in the tank 12 and embedded in the sheath 13.
The heating fluid supplying the heat exchanger 2 with the heat necessary for the operation of the latter has at least one solar radiation receiver. The latter (see figs 6 and 7) is constituted by a frame 20 produced using an angle iron with unequal branches, preferably in cold-rolled galvanized steel, the bottom of said frame being closed by a plate 21 in fiberglass. -cement on which rests a layer 22 of glass wool.
It is on this layer 22 that the solar radiation receiving cell rests, this cell having, as results from the drawing, the shape of a rectangle whose large side is substantially twice as long as the small-
The aforementioned cell is constituted by two metal sheets 23 and 24, stapled to one another and joined by welding over their entire periphery, the two aforementioned sheets also being kept very close to each other by numerous electric welding points? such as 23, rationally arranged to facilitate the circulation between these two sheets of the heating liquid brought to high temperature by solar radiation.
Preferably, the upper face of the metal foil 24 is covered with a coating having a granular texture based on carbon black.
In the space delimited by the two sheets 23 and 24, and on one of the small c8tés of the frame 20, open two tubes 26-and 27 of large section which correspond, respectively, to the tubes 5 and 6 indicated 'above = and which are connected to the two flanges 9 and 9 'of the heat exchanger.
The cell formed by the two sheets 23 and 24 is held in place in the frame 20 by four small wooden tabs 28 attached by means of screws to said frame.
Protection of the cell against bad weather is ensured by a frame 29 made with the aid of galvanized iron T-profiles, this frame being covered with a strip of plastic material in which sheets of glass are embedded. 'assembly constituting a transparent cover which is fixed to the frame 20 by means of screws.
On the short sides of the frame 20 are welded two threaded tenons 30 and 31 allowing, with nuts, the mounting of each receiver 1 (fig. 8), in an inclined position on a support consisting of an elbow element 32 and an element. rectilinear 33, these two elements being produced using a galvanized flat iron and each being drilled with a hole receiving, respectively, the tenons 30 and 31. To allow the inclination of the receiver 1 to be varied, the element 32 is pierced with holes 34 with each of which can be brought in correspondence a hole drilled at the free end of the element 33,
which is immobilized by means of a bolt passing through the hole of the element 33 and the hole 34 of the element 32 in accordance with the previous one. He is at. note that the flat iron used for making the elements 32 and 33 is preferably very thin, so as to have sufficient flexibility to allow possible expansion of the frame 20.
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As indicated previously, the installation comprises a compensation tank or an expansion vessel 4 connected to the upper pipe 6 of the heat exchanger 2.
In installations intended for hot countries and in order not to have to monitor the water level in the receiver (s) of the said installation, even in the event of boiling or leakage, it is advisable to equip the said installation. installation of a constant level compensation tank. As shown in fig. 9, the reservoir in question may consist of a container 35 into which opens a water supply tube 36 controlled by a shut-off valve 37 subjected to the action of a float 38.
In temperate countries, where boiling is less to be feared, the constant level compensation tank which has just been described can be replaced by a simple expansion tank, such as 39 (fig. 6), preferably in a translucent plastic material, this vessel being closed by a simple ball valve 40 closing the filling opening 41.
The operation of the installation described is as follows:
The installation being set up on a roof or on a terrace, in a garden or against a wall, etc., so that the receptor (s) 1 are exposed as much as possible to the sun's rays, we begin by filling in d water the accumulation tank 3, then the receptor (s) 1 is filled in the same way with water to which has preferably been added an anti-freeze liquid to lower its degree of freezing.
As soon as the sun's rays strike the receptor (s) of the installation, the temperature rises in them so that the liquid circulates by thermosiphon, in a closed circuit, and heats the body 7 of the exchanger 2. In turn, the water contained in said body heats up and rises in the accelerator 11 from where it is driven upwards from the tank 3, thus initiating the operation of 'a second thermo-siphon which, in turn accelerating the operation of the first thermo-siphon, increases the efficiency of the assembly in considerable proportions.
The hot water having rapidly accumulated in tank 3, if a hot water tap is opened, the volume of water withdrawn is immediately replaced by an equal volume of cold water which enters through the tube T surmounted by the deflector S.
Thanks to all of the arrangements adopted and described above, the installation according to the invention is of considerable efficiency, the quantity of heat produced.Q, resulting from the formula
Q = # S (T-t) in which: e # designates the coefficient of thermal conductivity of the material used for the manufacture of the tubes 8, coefficient which for red copper is equal to 320,
S designates the total surface of the tubes 8 which by construction is very large, e designates the thickness of the tubes 8 which is as small as possible, taking into account the resistance to pressure, (Tt) designates the temperature difference between the temperature T in the receivers and the temperature t at the bottom of the exchanger,
difference which is made maximum by the play of the accelerator which returns rapidly downwards the greatest quantity of water at the minimum temperature, is maximum.
Finally, it should be noted that in an installation comprising only a heat exchanger 2 and a hot water storage tank of 3, it is possible, depending on the desired hot water flow, to use One. Two
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or more receivers 1. In general, and by way of non-limiting example, we can say that one can use a single receiver 1 for a 125-liter device, two receivers 1 connected in parallel (fig. . 11) for a 250-liter device, four receivers 1 mounted in parallel, either in the form of a fan (fig. 12) or in the form of a block (fig. 13), depending on the position in which one is placed. has, for a device of 500 liters.
There is nothing to prevent an appliance of 500 liters, which seems to be the maximum capacity, from rising, as shown in fig. 14, six receivers 1 in parallel. If, with this last arrangement, the capacity is not increased, however, a considerable heating power is available.
Of course it is possible, depending on the result to be obtained, to adopt multiple combinations that are always simple and, for example: a) to mount several 500-liter devices in parallel to have greater capacities than those indicated above; b) to mount in series an installation according to the invention with an already existing electric water heater: c) to connect in parallel one or more installations according to the invention which are in turn connected in series with an apparatus comprising a burner supplied with fluid or gaseous liquid fuel, etc ...
It goes without saying that the installation has been described and shown only for explanatory purposes ;, in no way limiting. and that various modifications of detail could be made to the embodiment indicated without thereby departing from the scope of the invention. Thus, for example, the body
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cylindrical 7 of the àchangeixr 2 can be npr''nr * ê to increase its resistance to pressure.
CLAIMS.
1.- Improved installation for the production of hot water by accumulating solar energy, characterized by the fact that it comprises one or more solar radiation receivers (1) in communication with a heat exchanger (2 ) arranged at the base of a hot water storage tank (3), said heat exchanger being extended at its upper part by an accelerator (11) opening into said storage tank above the plane horizontal median of the latter.