CH626710A5 - Absorbing element for solar collector - Google Patents
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Description
**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.
REVENDICATIONS
1. Elément absorbeur pour capteur solaire, constitué d'une pluralité de segments emboîtés, caractérisé en ce que chaque segment
est muni latéralement d'une partie mâle, d'un côté, et d'une partie
femelle, de l'autre, I'emboîtement de la partie mâle d'un segment dans la partie femelle du segment adjacent déterminant un volume cylindrique dans lequel passe un tube de circulation de fluide caloporteur.
2. Elément absorbeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie mâle de chaque segment est constituée par une partie concave (29) et par un ergot (23) et que la partie femelle est constituée par une partie concave (6) et par une cavité (13) dans laquelle vient se loger l'ergot (23).
3. Elément absorbeur selon la revendication I, caractérisé en ce que les segments sont des profilés en matériau thermoconducteur.
4. Elément absorbeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau est de l'aluminium, du cuivre ou un de ses alliages.
5. Elément absorbeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le profilé est en aluminium peint ou anodisé.
6. Elément absorbeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de l'élément est plane et uniformément lisse.
7. Elément absorbeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de l'élément est munie de rainures à profil en V de rigidification et d'augmentation du coefficient d'absorption de la surface.
8. Procédé de fabrication d'un élément absorbeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments sont obtenus par profilage.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le profilage se fait au moyen d'une extrusion de matériau à la presse.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le profilage se fait à partir d'un feuillard de matériau passé sur une machine â galets.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le feuillard est traité en surface avant d'être profilé.
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le feuillard est traité en surface après avoir été profilé.
13. Utilisation de l'élément absorbeur selon la revendication 1 pour la réalisation d'un capteur solaire, caractérisée en ce que l'élément est incorporé dans un coffrage isolant et recouvert d'une couverture transparente.
14. Utilisation selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'élément est intégré dans les panneaux de façade d'immeubles.
15. Utilisation selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'élément est intégré à une toiture d'immeuble et recouvert d'une verrière.
L'invention concerne un élément absorbeur pour capteur solaire, pour la conversion photothermique de l'énergie solaire, élément constitué de segments emboîtés qui enserrent des tubes à fluide caloporteur.
L'invention porte également sur le procédé de fabrication d'un tel élément absorbeur et sur son utilisation.
De multiples publications ont déjà été consacrées à la construction et au mode de fonctionnement de capteurs solaires. En ce qui concerne les principes théoriques, on pourra se référer au périodique Elektrizitatsvenvertung , Zurich, 3 (1975) 65-72.
Récemment, on a également proposé dans le brevet français
No 2311999 un segment de collecteur solaire, dont la surface d'absorption est constituée de multiples lamelles courbes permettant une capacité d'absorption meilleure du collecteur. Dans ce type de segment, le caloduc se compose d'un tube conducteur qui fait partie du profilé extrudé. Ce type de collecteur présente deux inconvénients
majeurs qui limitent en fait son utilisation pratique. Tout d'abord, il
s'agit d'un segment onéreux, car les lamelles courbes sont également
en aluminium. Il en découle un emploi supplémentaire d'aluminium
et donc une augmentation du poids par segment. Ensuite, le fluide
caloporteur circule directement dans le tube conducteur, ce qui
entraîne de grands risques de corrosion lorsqu'il s'agit d'un liquide
aqueux.
La présente invention a donc pour but de procurer un segment de
capteur solaire ne présentant pas ces inconvénients.
Ce résultat est atteint d'après l'invention par le fait que chaque
segment de l'élément absorbeur est muni latéralement d'une partie
mâle, d'un côté, et d'une partie femelle, de l'autre, I'emboîtement de
la partie mâle d'un segment dans la partie femelle du segment
adjacent déterminant un volume cylindrique dans lequel passe un
tube de circulation de fluide caloporteur.
Cet emboîtement de deux segments, qui détermine un volume cylindrique, est rendu possible par la conformation particulière des
parties mâle et femelle d'un segment; la partie mâle de chaque
segment peut être constituée par une partie concave et par un ergot,
et la partie femelle par une partie concave et une cavité dans laquelle
vient se loger l'ergot.
Les segments peuvent ainsi être assemblés en un élément absorbant qui se présente sous la forme d'une surface plane.
Le segment peut se présenter sous la forme d'un profilé de faible épaisseur et d'une largeur pouvant atteindre 20 cm environ. II est réalisé dans un matériau de bonne conductivité thermique, comme l'aluminium, le PVC ou le cuivre et ses alliages (laiton, etc.).
Lorsque le segment est en aluminium, il peut s'agir soit d'aluminium brut peint en noir ou en toute autre teinte foncée, soit d'aluminium ayant subi un traitement de surface approprié, par exemple anodisation, satinage, ou encore traitement sélectif du type chrome noir qui possède un coefficient d'absorption élevé et un faible coefficient d'émission dans l'infrarouge.
Les segments profilés peuvent être obtenus par extrusion à la presse. Ce procédé est en fait lié à la nature du matériau utilisé le plus communément, à savoir l'aluminium.
Selon une variante, on obtient les segments d'élément absorbeur par profilage d'un feuillard sur une machine à galets.
Cette technique de façonnage, bien connue de l'homme de l'art, permet, de manière avantageuse, de façonner selon toutes les formes voulues une feuille de cuivre ou de l'un de ses alliages, ou également d'aluminium.
L'un des avantages de cette technique par rapport à l'extrusion est que, dans le cas présent, il est possible d'opérer le traitement de surface requis indifféremment avant ou après le profilage du feuillard alors que, avec la technique d'extrusion, ce traitement ne peut être opéré qu'après l'extrusion.
La surface de l'élément absorbeur peut se présenter sous la forme d'une simple surface plane ou encore sous la forme d'une surface à réflexions multiples, telle que celles décrites par exemple dans le brevet français Escondeur No 1601101. La surface peut notamment présenter des rainures longitudinales à section transversale en V.
Cependant, lorsque les segments d'élément absorbeur seront obtenus par le procédé de profilage d'un feuillard sur machine à galets, il sera préférable de prévoir, même sur une surface plane, un minimum de stries longitudinales afin d'assurer un rigidité convenable de l'élément.
Le mode de raccordement des segments selon les génératrices longitudinales permet d'enserrer dans le volume clos formé par les parties mâles et femelles de chacun des segments les tubes de circulation du fluide caloporteur. Ces tubes peuvent être en matière plastique ou en un métal présentant vis-à-vis de l'eau ou du fluide caloporteur toutes les garanties de corrosion. De préférence, ces tubes sont en cuivre, dont la conductivité thermique est très élevée, ce qui assure un bon transfert thermique entre le segment d'élément absorbeur, par exemple en aluminium, et le fluide caloporteur. Ces tubes sont en effet en contact intime avec les deux segments adjacents qui l'enveloppent complètement.
Dans le cas où un capteur solaire constitué à partir de ces
segments d'absorbeur est utilisé pour le chauffage de l'eau chaude sanitaire, on peut faire passer directement cette eau dans le capteur solaire, assurant ainsi une meilleure efficacité du système par l'économie d'un échangeur dans le ballon d'eau chaude sanitaire.
Les dangers de corrosion ne sont pas à craindre puisque le contact cuivre-aluminium ne se fait pas en atmosphère humide et que l'on peut, par l'emploi de l'aluminium anodisé, avoir une garantie supplémentaire.
Les segments sont réunis entre eux pour former l'élément absorbeur d'un capteur solaire. Cet absorbeur pourra donc avoir des dimensions variables: en effet, les segments peuvent être coupés à la longueur désirée (généralement entre I et 5 m), d'autre part, la largeur totale de l'élément absorbeur peut correspondre à un multiple de la largeur unitaire d'un segment.
Un tel élément absorbeur peut être incorporé dans un coffrage, muni d'un isolant sur sa face arrière et d'une ou plusieurs couvertures transparentes sur sa face avant pour former un capteur solaire plan.
Les tubes de circulation sont raccordés entre eux à chacune de leurs extrémités par des collecteurs qui forment les collecteurs d'entrée et de sortie du capteur solaire.
De par la confection même des segments d'absorbeur, dans lesquels les parties mâle et femelle sont dans le prolongement de la surface d'absorption, il est possible, d'une part, de construire un capteur solaire autour des tubes de circulation préassemblés et, d'autre part, de remplacer sans détérioration du reste du capteur un segment qui pourrait venir à être endommagé, par exemple par corrosion.
Le coffrage du capteur solaire peut être avantageusement en tôle (tôle d'aluminium ou d'acier galvanisé) ou en profilés d'aluminium sur les côtés et tôle sur la face plane arrière.
De tels capteurs solaires plans peuvent servir au chauffage de l'eau chaude sanitaire ou au chauffage des habitations. A cet effet, ils peuvent être placés sur la terrasse d'un immeuble ou d'une maison, ou intégrés en toiture.
Ils peuvent aussi très avantageusement être intégrés dans les façades-rideaux ou panneaux de façade, à la place des panneaux isolants, chaque fois qu'une surface non transparente sera convenablement exposée, de préférence vers le sud.
Intégrés en façade, les capteurs solaires jouent à la fois un rôle de captage de l'énergie solaire et d'isolant pour l'habitation. On met ainsi à profit des éléments qui existent déjà dans la façade: le vitrage extérieur et le panneau isolant.
Une autre façon de mettre avantageusement à profit les segments d'absorbeur consiste à réaliser en toiture un absorbeur de très grande taille par l'assemblage de nombreux segments. L'isolation arrière du capteur solaire sera celle de l'immeuble et l'effet de serre (isolation avant) sera réalisé à l'aide d'une verrière couvrant, comme l'absorbeur, I'ensemble ou une partie de la toiture.
Une forme de réalisation de l'invention choisie à titre d'exemple est décrite ci-après et illustrée par les dessins ci-joints.
La fig. 1 représente une vue en perspective de l'assemblage de deux segments d'absorbeur, qui enserrent un tube.
La fig. 2 représente une coupe d'un segment d'absorbeur.
La fig. 3 représente en coupe une vue agrandie de l'extrémité femelle de ce segment.
La fig. 4 représente en coupe une vue agrandie de l'extrémité mâle de ce segment.
Le segment d'absorbeur représenté sur la fig. 2 se compose d'une surface d'absorption 1, munie de rainures 2, aux extrémités de laquelle se trouvent deux parties 3 et 4 permettant l'assemblage de plusieurs segments entre eux.
La fig. 3 représente une vue agrandie de la partie d'assemblage 3.
Cette partie d'assemblage se présente sous la forme d'un élément de profilé situé en arrière du plan de la surface d'absorption 1.
L'extrémité 5 de ce profilé présente sur sa face interne une concavité hémicylindnque 6 tournée vers l'extérieur à axe parallèle à la surface d'absorption 1.
Cette concavité se termine à son extrémité éloignée de la surface d'absorption I par une face plane 7 dont le plan est parallèle à celui de la surface d'absorption 1, et à son extrémité proche de la surface d'absorption 1 par une arête vive 8. Cette arête est déterminée sur une de ses faces par la concavité hémicylindrique 6 et sur l'autre par une surface oblique 9 faisant avec la surface d'absorption un angle de 30 et située de l'autre côté de la surface 1 par rapport au plan de la face 7.
Cette surface 9 est prolongée à son extrémité 10 par une nouvelle surface 11 qui est parallèle au plan de la surface d'absorption, L'angle des deux surfaces 9 et 1 1 étant de 150 . Cette surface 11 se prolonge à son autre extrémité 12 par une concavité hémicylindrique 13 dont la concavité est tournée vers l'extérieur du segment d'absorbeur et dont l'axe est parallèle au plan de la surface d'absorption. Enfin cette concavité hémicylindrique 13 se prolonge à son autre extrémité 14 par une partie convexe 15 dont la surface vient se relier de manière continue à la face extérieure de la surface d'absorption 1.
La face externe de l'extrémité 5 du profilé présente une portion de surface cylindrique convexe 16 se terminant à son extrémité éloignée de la surface d'absorption par la surface plane 7 et à son autre extrémité par une surface plane 17 parallèle à la surface d'absorption 1. Cette surface plane 17 se prolonge après son extrémité 33 par une nouvelle portion de surface cylindrique convexe 18 qui est reliée à la face intérieure de la surface d'absorption 1 par une portion de surface cylindrique concave 19 tournant sa concavité vers l'extérieur du segment. Les deux extrémités 33 et 12 sont dans un même plan perpendiculaire à la surface d'absorption 1.
La fig. 4 représente une vue agrandie de la partie d'assemblage 4.
Cette partie d'assemblage se présente sous la forme d'un élément de profilé dont la face externe 20 est dans le prolongement de la surface d'absorption 1 et la face interne 24 située en arrière du plan de cette même surface d'absorption.
La face 20 située dans le prolongement de la surface d'absorption 1 se prolonge à son extrémité par une concavité tournée vers l'extérieur présentant la forme d'une portion de cylindre 21 dont l'axe est parallèle à la surface d'absorption I et dont la partie tronquée vient enjonction avec la partie 20 selon l'arête 22.
La partie 21 se prolonge à son autre extrémité par une partie convexe hémicylindrique 23 à axe parallèle à la surface d'absorption et formant un ergot. Cette partie convexe se prolonge par une face plane 25 parallèle au plan de la surface 1 et se termine en son autre extrémité 26 par un chanfrein 27 qui fait avec la perpendiculaire à la surface I un angle de 60 . La seconde arête 28 de ce chanfrein 27 se prolonge par une concavité hémicylindrique 29 tournée vers l'extérieur et à axe parallèle à la surface 1. Cette concavité 29 se prolonge à son autre extrémité 30 par une surface plane 31 dont le plan est parallèle à celui de la surface d'absorption 1 et qui se prolonge par une arête vive 32 à 90 vers la face interne de la surface d'absorption 1.
Ainsi on voit que, lorsque l'on emboîte deux segments l'un dans l'autre, L'autre partie mâle 23 vient dans la partie femelle 13 et les deux parties 6 et 29 déterminent un volume en l'occurrence cylindrique.
Claims (15)
- REVENDICATIONS 1. Elément absorbeur pour capteur solaire, constitué d'une pluralité de segments emboîtés, caractérisé en ce que chaque segment est muni latéralement d'une partie mâle, d'un côté, et d'une partie femelle, de l'autre, I'emboîtement de la partie mâle d'un segment dans la partie femelle du segment adjacent déterminant un volume cylindrique dans lequel passe un tube de circulation de fluide caloporteur.
- 2. Elément absorbeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie mâle de chaque segment est constituée par une partie concave (29) et par un ergot (23) et que la partie femelle est constituée par une partie concave (6) et par une cavité (13) dans laquelle vient se loger l'ergot (23).
- 3. Elément absorbeur selon la revendication I, caractérisé en ce que les segments sont des profilés en matériau thermoconducteur.
- 4. Elément absorbeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau est de l'aluminium, du cuivre ou un de ses alliages.
- 5. Elément absorbeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le profilé est en aluminium peint ou anodisé.
- 6. Elément absorbeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de l'élément est plane et uniformément lisse.
- 7. Elément absorbeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de l'élément est munie de rainures à profil en V de rigidification et d'augmentation du coefficient d'absorption de la surface.
- 8. Procédé de fabrication d'un élément absorbeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments sont obtenus par profilage.
- 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le profilage se fait au moyen d'une extrusion de matériau à la presse.
- 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le profilage se fait à partir d'un feuillard de matériau passé sur une machine â galets.
- 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le feuillard est traité en surface avant d'être profilé.
- 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le feuillard est traité en surface après avoir été profilé.
- 13. Utilisation de l'élément absorbeur selon la revendication 1 pour la réalisation d'un capteur solaire, caractérisée en ce que l'élément est incorporé dans un coffrage isolant et recouvert d'une couverture transparente.
- 14. Utilisation selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'élément est intégré dans les panneaux de façade d'immeubles.
- 15. Utilisation selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'élément est intégré à une toiture d'immeuble et recouvert d'une verrière.L'invention concerne un élément absorbeur pour capteur solaire, pour la conversion photothermique de l'énergie solaire, élément constitué de segments emboîtés qui enserrent des tubes à fluide caloporteur.L'invention porte également sur le procédé de fabrication d'un tel élément absorbeur et sur son utilisation.De multiples publications ont déjà été consacrées à la construction et au mode de fonctionnement de capteurs solaires. En ce qui concerne les principes théoriques, on pourra se référer au périodique Elektrizitatsvenvertung , Zurich, 3 (1975) 65-72.Récemment, on a également proposé dans le brevet français No 2311999 un segment de collecteur solaire, dont la surface d'absorption est constituée de multiples lamelles courbes permettant une capacité d'absorption meilleure du collecteur. Dans ce type de segment, le caloduc se compose d'un tube conducteur qui fait partie du profilé extrudé. Ce type de collecteur présente deux inconvénients majeurs qui limitent en fait son utilisation pratique. Tout d'abord, il s'agit d'un segment onéreux, car les lamelles courbes sont également en aluminium. Il en découle un emploi supplémentaire d'aluminium et donc une augmentation du poids par segment. Ensuite, le fluide caloporteur circule directement dans le tube conducteur, ce qui entraîne de grands risques de corrosion lorsqu'il s'agit d'un liquide aqueux.La présente invention a donc pour but de procurer un segment de capteur solaire ne présentant pas ces inconvénients.Ce résultat est atteint d'après l'invention par le fait que chaque segment de l'élément absorbeur est muni latéralement d'une partie mâle, d'un côté, et d'une partie femelle, de l'autre, I'emboîtement de la partie mâle d'un segment dans la partie femelle du segment adjacent déterminant un volume cylindrique dans lequel passe un tube de circulation de fluide caloporteur.Cet emboîtement de deux segments, qui détermine un volume cylindrique, est rendu possible par la conformation particulière des parties mâle et femelle d'un segment; la partie mâle de chaque segment peut être constituée par une partie concave et par un ergot, et la partie femelle par une partie concave et une cavité dans laquelle vient se loger l'ergot.Les segments peuvent ainsi être assemblés en un élément absorbant qui se présente sous la forme d'une surface plane.Le segment peut se présenter sous la forme d'un profilé de faible épaisseur et d'une largeur pouvant atteindre 20 cm environ. II est réalisé dans un matériau de bonne conductivité thermique, comme l'aluminium, le PVC ou le cuivre et ses alliages (laiton, etc.).Lorsque le segment est en aluminium, il peut s'agir soit d'aluminium brut peint en noir ou en toute autre teinte foncée, soit d'aluminium ayant subi un traitement de surface approprié, par exemple anodisation, satinage, ou encore traitement sélectif du type chrome noir qui possède un coefficient d'absorption élevé et un faible coefficient d'émission dans l'infrarouge.Les segments profilés peuvent être obtenus par extrusion à la presse. Ce procédé est en fait lié à la nature du matériau utilisé le plus communément, à savoir l'aluminium.Selon une variante, on obtient les segments d'élément absorbeur par profilage d'un feuillard sur une machine à galets.Cette technique de façonnage, bien connue de l'homme de l'art, permet, de manière avantageuse, de façonner selon toutes les formes voulues une feuille de cuivre ou de l'un de ses alliages, ou également d'aluminium.L'un des avantages de cette technique par rapport à l'extrusion est que, dans le cas présent, il est possible d'opérer le traitement de surface requis indifféremment avant ou après le profilage du feuillard alors que, avec la technique d'extrusion, ce traitement ne peut être opéré qu'après l'extrusion.La surface de l'élément absorbeur peut se présenter sous la forme d'une simple surface plane ou encore sous la forme d'une surface à réflexions multiples, telle que celles décrites par exemple dans le brevet français Escondeur No 1601101. La surface peut notamment présenter des rainures longitudinales à section transversale en V.Cependant, lorsque les segments d'élément absorbeur seront obtenus par le procédé de profilage d'un feuillard sur machine à galets, il sera préférable de prévoir, même sur une surface plane, un minimum de stries longitudinales afin d'assurer un rigidité convenable de l'élément.Le mode de raccordement des segments selon les génératrices longitudinales permet d'enserrer dans le volume clos formé par les parties mâles et femelles de chacun des segments les tubes de circulation du fluide caloporteur. Ces tubes peuvent être en matière plastique ou en un métal présentant vis-à-vis de l'eau ou du fluide caloporteur toutes les garanties de corrosion. De préférence, ces tubes sont en cuivre, dont la conductivité thermique est très élevée, ce qui assure un bon transfert thermique entre le segment d'élément absorbeur, par exemple en aluminium, et le fluide caloporteur. Ces tubes sont en effet en contact intime avec les deux segments adjacents qui l'enveloppent complètement. **ATTENTION** fin du champ CLMS peut contenir debut de DESC **.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CH1110378A CH626710A5 (en) | 1977-10-27 | 1978-10-27 | Absorbing element for solar collector |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BR7807077A (fr) |
| CH (1) | CH626710A5 (fr) |
| DE (1) | DE7831151U1 (fr) |
| ES (1) | ES474613A1 (fr) |
| IT (1) | IT1192280B (fr) |
-
1978
- 1978-10-19 DE DE19787831151U patent/DE7831151U1/de not_active Expired
- 1978-10-26 BR BR7807077A patent/BR7807077A/pt unknown
- 1978-10-27 IT IT29157/78A patent/IT1192280B/it active
- 1978-10-27 CH CH1110378A patent/CH626710A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1978-10-27 ES ES474613A patent/ES474613A1/es not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES474613A1 (es) | 1979-03-16 |
| IT7829157A0 (it) | 1978-10-27 |
| IT1192280B (it) | 1988-03-31 |
| BR7807077A (pt) | 1979-07-17 |
| DE7831151U1 (de) | 1979-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUE | Assignment |
Owner name: ELF FRANCE |
|
| PL | Patent ceased |