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La présen-te invent~on concerne une structure gonflable d'echange thermique permettant à la ~ols la recept.ton et l'emission de chaleur pour assurer, soit la production de chaleur, soit la production de froid.
~a production de froid par ~Itilisation du rayonnement solaire, s'effectue en genéral par l'intermédiaire de machines à absorption dans lesquelles l'évaporation du fluide est entre-tenue par la chaleur solaire. A cause des difficultes qui se présentent dans les pays chauds pour refroidir le condenseur, il est necessaire d'avoir recours pour chauffer l'evaporateur à des capteurs solaires à concentration afin d'augmenter la temperature de l'evaporateur.
Toutefois, le rendement des installations serait encore notablement amélioré si l'on résolvait le problème de re~roidissement du condenseur dans ]es pays chauds.
Afin d'éviter le surdimensionnement des surfaces d'echange à l'interieur des habitations, et afin d'obtenir un bon rendement dans l'obtention de :Eroid par un groupe de refri-g~ration ~ absorption, il est necessaire de disposer de tempe-ratures se situant dans la fourchette des temperatures moyennesentre 150 et 300C. Pour obtenir ces temperatures, on a recours à des dispositifs de captage assoc:iés ~ des dispositi~s de con-centration du rayonnement solaire, pouvant revêtir des formes paraboloidales, cylindro-parabololdales, hemispheriques ou demi-cylindriques. Ces dispositifs doivent être consta~ment orientesface au soleil par un mécanisme d'orientation et d'entxainement approprie.
Les dispositifs de concentration et de captage du rayonnement solaire de ce type actuellement presentes sur le marche ont de multiples inconvenients. Ils sont lourds, ont une prise au vent trop orte qui derègle les mecanismes d:orientation ; le nettoyage obligatoire des reflecteurs est -fastidieux ; le dispositif electronique et mecanique de ~oursuite solaire est complexe et onereux du fait du poids des appareils et de la prise au vent, et utilisent des moteurs puissants qui consomment de l'energie ; les mécanismes de transmission se bloquent fréquemment, notamment en cas de vents de sable.
La presente invention a pour but de remedier aux inconvenients des installations connues et de creer un di~.ositif ~35~
~ 2 --de concsntration et de captage du rayonnement solaire qui donne une grande souplesse d'utilisation, se module aux dimensions de l'emplacement d'application, qui se prête aisement à l'installation de tras grandes surfaces de con-centration et de captage, qui ofre une faible prise au vent, une grande fiabilite, une grande legèrete et une grande facilite de txansport, avec cependant un prix de revient très inférieur a celui des installations connues, permette à la fois de creer du froid et de la chaleur avec des moyens simples, légers, ~aciles a transporter ~ur le lieu de leur mise en place, relativement peu encombrant, tres facile a entretenir et ne nécessite pas beaucoup de puissance de fonctionnement, assure a la fois un fonction-nement diurne, surtout pour la récuperation de chaleur, et nocturne pour la recuperation de froid, par emission de calories.
Selon la presente invention, il est prevu un dispositif a structure gonflable pour assurer un echange thermique entre un fluide caloPorteur et l'exterieur, carac-terise en ce qu'il comprend une enveloppe cylindrique souple en matiere plasti~ue ~ransparente aux rayons infra-rouges/ maintenue dans sa forme par une surpression interne, et a l'interieur de cette enveloppe est prevue une paroi reflechissante en direction de ladite enveloppe, un fluide caloporteur à refroidir ruisselle sur ladite paroi, ce ~luide etant amene à l'interieur de l'enveloppe par l'inter~
mediaire d'une canalisation d'alimentation pour sortir par une canalisation d'evacuation et être recycle par une pompe aans un reservoir tampon.
Le dispositi~ selon l'invention permet de refroi-dir un fluide ~aloporteur par rayonnement nocturne naturel grâce a une structure ~onflable ~ui peut être mise en oeuvre en association avec les capteurs solaires à structure gonflable, en utilisant les zones d'omhres portees par ces ~3~
- 2a -capteurs solaires et en rëalisant ai.nsi une utilisation optimale de la suxface ensoleillee.
Le fluide caloporteur refroidijpendant la nuit en utilisant le dispositif defini ci-dessus est stocke dans un reservoir tampon, et il est utilisé pendant le jour pour refroidir le condenseur des installations, par exemple des installations de production de froid, utilisant l'énerg.ie solaire.
L'invention va être expli~uée plus en détail en se referant a des exemples de realisation representes sur les dessins ci-joints dans les~uels:
- la figure 1 est une representation schematique de principe en coupe transversale du dispositif, - la figure 2 est une representation schematique en coupe transversale d'une premiere variante du dispositif, ~ la figure 3 est une représentation schématique en coupe transversale d'une seconde variante du dispositif, - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un dispositif a structure gonflable de concen-tration et de captage du rayonnement solaire, . _ - la figure 5 est une vue en coupe transversale du dispositif selon la figure 4.
Le disposikif d'echange thermique conforme à
l'invention comporte une enveloppe externe cylindrique souple 1 en matière plastique transparente aux rayons infrarouges, telle que du polyethylène haute densite ; cette enveloppe est main-tenue dans sa forme cylindrique par une surpression interne Pl.
Coaxialement et à l'interieur de cette enveloppe 1, est disposee une enveloppe cylindrique souple en matière plastique 2 sur la face interne de la paroi de laquelle est place un revetement, par exemple un depôt d'aluminium, reflechissant les rayons infrarouges par rapport à l'enveloppe externe 1. Cette seconde enveloppe cylindrique souple 2 est maintenue dans sa forme par une surpression interne P2 superieure à la surpression Pl. Des canalisations d'alimentation 4 permettent d'amener au voisinage de la genexatrice superieure de l'enveloppe externe 1, un fluide caloporteur (fournissant des calories ou des frigories) qui ruisselle alors sur l'enveloppe cylindrique interne 2, et qui subit un echange thermique au cours de ce ruissellement par rayonnement avec l'atmosphère à travers l'enveloppe externe 1 ainsi que pour echanger des rayons infrarouges avec l'enve-loppe 1, soit en récepteur, soit en émetteur. Le fluide calo-porteur après cet echange se rassemble au voisinage de la génératrice inférieure de l'enveloppe externe 1 pour être evacu~ par l'intermédiaire d'une canalisation d'évacuation 5, passe dans un reservoir tampon 7 et est recycle par une pompe 6 dans la canalisation 4.
Le dispositif d'echange thermique decrit est entiè-rement stati~ue, d'une très grande legèrete. Sa m~se en oeuvre 3~ et son transport sont extremement faciles puisqu'il se gonfle.
La variante de la figure 2 a une surface reflechis-sante 2 directement rapportée sur la face interne inferieure de l'enveloppe 1.
La figure 3 montre une seconde variante dont la 35 surface reflechissante 2 est rapportee sur une plaque inclinee dans un plan diametral de l'enveloppe 1.
~es figures 4 et 5 montrent de fa~on plus detaillee une forme de realisation d'un ~ispositif orientable par asser-vissement sur la position du soleil.
Ce dispositif ~ structure gonflable de concentration .
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et de capta~e du rayonnement solai:re comporte ~n concentrateur 10 constitue d'une enveloppe cylindrique souple 11 transparente, maintenue dans sa forme cylindrique par une surpression interne de gaz Pl, notamment du ga7 CO2, superieure ~ la pression a-tmos-pherique. A chacune des extremites de l'enveloppe cylinc~riquesouple 11, est disposée une structure rigide 12 sur laquelle est fixee, de fa~on etanche, l'enveloppe 11. Cette structure 12 est solidaire d'un tourillon 13 porte libre en rotation par un support 14. ~ur une des structures d'extremites 12 est disposee 10 une tubulure 15 munie d'un robinet pour permettre l'intro-duction dans l'enveloppe 11 du ~az exerçant la surpression Pl.
La moitie de la face interne de l'enveloppe 11 est munie d'un revêtement 16 reflechissant le rayonnement solaire vers l'interieur de l'enveloppe 11. Ce revêtement peut être un depôt d'aluminium.
15 L'autre demi-cylindre de la paroi de l'enveloppe 11 ne comporte pas de revêtement et reste transparent au rayonnement solaire inciden~ (figure 5).
Coaxialement à ce concentrateur 10 et solidairement avec lui, est dispose un recepteur 17 constitue par un tube de 20 section circulaire en un materiau thermiquement bon conducteur.
La face externe de la paroi 18 du rëcepteur 17 porte un revê-tement absorbant selectivement le rayonnement solaire. ~ chaque extremite, le recepteur 17 porte une structure rigide 19 soli-daire d'une canalisation 20 d'admission ou d'evacuation. Ces 25 ~analisations 20 permettent de faire circuler à l'interieur du recepteur 17 un fluide caloporteur cJazeux ou liquide. Avantageu-sement, les canalisations 20 sont d'une seule piece avec les axes 13 du concentrateur 10l pour simplifier la construction et assurer un entralnement solidaire en rotation du concentrateur 30 lO et du recepteur 17, et de simplifier les problèmes d'etan-chement entre le recepteur mobile 17 et l'installation ext~rieure fixe de recyclage du fluide caloporteur.
La section transversale du recepteur est circulaire, mais on peut envisage~ des recepteurs differents.
~u dispositif qui vient d'être decrit, est associe un dispositif d'asservissement electronique et d'entraînement non represente pour entrainer en rotation un des axes 13 avec un couple d'entraînement extrêmement faible etant donne la legèrete de l'ensemble. Cet entrainement est encore plus faible 40 si suivant une variante, le dispositif est entouré par une enve-loppe exterieure contenant un bain d'huile sur lequel flottel'enveloppe interieure. 3 ~
The present invent ~ we concern a structure inflatable heat exchange allowing the ~ ols the recept.ton and heat emission to ensure either the production of heat, or the production of cold.
~ a production of cold by ~ use of radiation solar, generally done by machines absorption in which the evaporation of the fluid is held by solar heat. Because of the difficulties that present in hot countries to cool the condenser, it is necessary to have recourse to heat the evaporator to concentrated solar collectors in order to increase the evaporator temperature.
However, the performance of the facilities would still significantly improved if the problem of cooling of the condenser in hot countries.
To avoid oversizing surfaces exchange inside the houses, and in order to obtain a good performance in obtaining: Eroid by a group of chillers g ~ ration ~ absorption, it is necessary to have tempe-erasures in the range of average temperatures between 150 and 300C. To obtain these temperatures, we use to associated collection devices: iés ~ of the dispositi ~ s centering of solar radiation, which can take forms paraboloidales, cylindro-parabololdales, hemispheriques ou demi cylindrical. These devices must be consta ~ ment orientesface to the sun by an orientation and entainment mechanism appropriate.
Concentration and capture systems solar radiation of this type currently present on the walking have multiple drawbacks. They are heavy, have a too windy catch which disrupts the mechanisms d: orientation; mandatory cleaning of the reflectors is - fastidious; the electronic and mechanical device of ~ solar tracking is complex and expensive due to the weight devices and wind, and use motors powerful who consume energy; the mechanisms of transmission are frequently blocked, especially in the event of winds of sand.
The purpose of the present invention is to remedy the drawbacks of known installations and create a positive ~ 35 ~
~ 2 -of concsntration and capture of solar radiation which gives great flexibility of use, modulates dimensions of the application location, which lends itself easy installation of very large areas of con-centering and capture, which offers a low take at wind, great reliability, great lightness and great ease of txansport, but with a price of is much lower than that of known installations, allows both to create cold and heat with simple, light means, ~ easy to transport ~ ur the place of their installation, relatively space-saving, very easy to maintain and does not require much operating power, ensures both a function-diurnal, especially for heat recovery, and night for cold recovery, by emission of calories.
According to the present invention, there is provided a inflatable structure device to ensure an exchange thermal between a heat transfer fluid and the outside, charac-terise in that it comprises a cylindrical envelope flexible in plasti ~ ue ~ transparent to infrared rays red / maintained in its shape by an internal overpressure, and inside this envelope is provided a wall reflecting towards said envelope, a fluid coolant to cool trickles down said wall, this ~ luide being brought inside the envelope by the inter ~
mediary of a supply line to exit by an evacuation pipe and be recycled by a pump with a buffer tank.
The dispositi ~ according to the invention allows cooling dir a fluid ~ self-supporting by natural night radiation thanks to a structure ~ inflatable ~ ui can be put in works in association with structured solar collectors inflatable, using the shaded areas worn by these ~ 3 ~
- 2a -solar collectors and making ai.nsi use optimum of the sunny surface.
The heat transfer fluid cools overnight during using the device defined above is stored in a buffer tank, and it is used during the day to cooling the condenser of installations, for example cold production installations, using energy solar.
The invention will be explained in greater detail in referring to examples of realization represented on the attached drawings in the ~ uels:
- Figure 1 is a schematic representation in principle in cross section of the device, - Figure 2 is a schematic representation in cross section of a first variant of the device, ~ Figure 3 is a schematic representation in cross section of a second variant of the device, - Figure 4 is a longitudinal sectional view partial view of a device with an inflatable structure tration and capture of solar radiation, . _ - Figure 5 is a cross-sectional view of the device according to figure 4.
The heat exchange device conforming to the invention comprises a flexible cylindrical outer casing 1 plastic material transparent to infrared rays, such as than high density polyethylene; this envelope is hand-held in its cylindrical shape by an internal overpressure Pl.
Coaxially and inside this envelope 1, is arranged a flexible cylindrical plastic casing 2 on the internal face of the wall of which a coating is placed, for example an aluminum deposit, reflecting the rays infrared with respect to the outer envelope 1. This second flexible cylindrical casing 2 is maintained in its shape by an internal overpressure P2 greater than the overpressure Pl.
supply lines 4 allow to bring to the neighborhood of the upper genexatrix of the outer envelope 1, a fluid coolant (providing calories or frigories) which then flows onto the internal cylindrical envelope 2, which undergoes a heat exchange during this runoff by radiation with the atmosphere through the external envelope 1 as well as to exchange infrared rays with the envelope lope 1, either as a receiver or as a transmitter. The fluid calo-carrier after this exchange gathers in the vicinity of the lower generator of the outer envelope 1 to be evacuated ~ via an evacuation pipe 5, passes through a buffer tank 7 and is recycled by a pump 6 in line 4.
The described heat exchange device is fully rement stati ~ ue, very light. Its implementation 3 ~ and its transport are extremely easy since it swells.
The variant of Figure 2 has a reflective surface.
health 2 directly attached to the lower internal side of envelope 1.
Figure 3 shows a second variant, the 35 reflective surface 2 is attached to an inclined plate in a diametral plane of the envelope 1.
~ es Figures 4 and 5 show fa ~ on more detail a form of realization of a device orientable by asser-screwing on the position of the sun.
This device ~ inflatable concentration structure .
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and capture of solar radiation: re includes a concentrator 10 consists of a flexible cylindrical envelope 11 transparent, maintained in its cylindrical shape by an internal overpressure gas Pl, in particular ga7 CO2, higher ~ the pressure a-tmos-pherique. At each end of the cylinc envelope ~ riquesouple 11, is arranged a rigid structure 12 on which is fixed, so ~ waterproof, the envelope 11. This structure 12 is secured to a pin 13 which is free to rotate by a support 14. ~ ur one of the end structures 12 is arranged 10 a tube 15 fitted with a tap to allow intro duction in the envelope 11 of the ~ az exerting the overpressure Pl.
Half of the inner face of the casing 11 is provided with a coating 16 reflecting solar radiation towards the interior of the envelope 11. This coating can be an aluminum deposit.
15 The other half-cylinder of the wall of the envelope 11 does not have no coating and remains transparent to solar radiation incident ~ (Figure 5).
Coaxial with this concentrator 10 and jointly with him is a receiver 17 constituted by a tube of 20 circular section in a thermally good conductive material.
The external face of the wall 18 of the receiver 17 carries a coating selectively absorbing solar radiation. ~ each extremity, the receiver 17 carries a rigid structure 19 solid Daire of a pipe 20 of admission or evacuation. These 25 ~ analisations 20 make it possible to circulate inside the receptor 17 a cJeuxous or liquid heat transfer fluid. Advantageous-lines 20 are in one piece with the axes 13 of the 10l concentrator to simplify construction and ensure a solidary rotation in rotation of the concentrator 30 lO and receiver 17, and to simplify the problems of etan-chement between the mobile receiver 17 and the outdoor installation fixed heat transfer fluid recycling.
The cross section of the receiver is circular, but we can consider ~ different receivers.
~ u device which has just been described, is associated an electronic servo and drive device not shown to rotate one of the axes 13 with an extremely low drive torque being the lightness of the whole. This training is even weaker 40 if according to a variant, the device is surrounded by an envelope outer loppe containing an oil bath on which the inner envelope floats.