FR2482708A1 - Solar energy traps made of intersecting multichannel tubes - to eliminate use of superficial glazing - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une installation à capteur solaire destinée, notamment, à la fourniture d'eau chaude pour les usages sanitaires, de chauffage ou de clima- tisation. The present invention relates to a solar collector installation intended, in particular, for the supply of hot water for sanitary, heating or air conditioning uses.
Il existe de multiples installations solaires utilisant un fluide caloporteur soit pour chauffer un liquide à usage sanitaire, soit pour servir au chauffage de locaux
Le problème des installations à capteur solaire est relativement complexe et les solutions apportées à de tels problèmes dépendent essentiellement des sites d'utilisation.There are multiple solar installations using a heat transfer fluid either to heat a liquid for sanitary use, or to be used for space heating
The problem of solar collector installations is relatively complex and the solutions to such problems depend essentially on the sites of use.
En effet, une installation à capteur solaire doit tenir compte d1un grand nombre de paramètres tels que la latitude, l'ensoleillement, les températures extrmes, les variations de température en cours d'années les variations de température entre le jour et la nuit, etc.Indeed, a solar collector installation must take into account a large number of parameters such as latitude, sunshine, extreme temperatures, temperature variations over the years, temperature variations between day and night, etc. .
La plupart des installations solaires connues actuellement comportent des capteurs solaires utilisant principalement l'effet de serre. Très schématiquement, de tels capteurs sont constitués par des boftiers relativement plats, a' parois de préférence isolantes, à ltexception de la face avant qui est constituée par une surface transparente en verre ou en matière synthétique. A l'intérieur de la boîte, il est prévu un circuit pour le fluide caloporteur qui s'échauffe sous l'effet du rayonnement solaire auquel est exposé le panneau. Most currently known solar installations include solar collectors mainly using the greenhouse effect. Very schematically, such sensors are constituted by relatively flat boxes, with preferably insulating walls, except for the front face which is constituted by a transparent surface of glass or synthetic material. Inside the box, a circuit is provided for the heat transfer fluid which heats up under the effect of solar radiation to which the panel is exposed.
Le principal inconvénient de telles installations est leur coflt actuel qui est relativement élevé. Cela résulte du fait que, d'une part, de telles installations ne sont pas encore fabriquées en séries suffisamment importantes et, d'autre part, des matériaux utilisés et du type de construction. The main drawback of such installations is their current cost which is relatively high. This results from the fact that, on the one hand, such installations are not yet manufactured in sufficiently large series and, on the other hand, the materials used and the type of construction.
A c8té des-capteurs, de telles installations notam- ment à effet de serre, dans lesquelles la température du fluide caloporteur peut dépasser très largement 1000 et atteindre des températures voisines de 1400, il faut prévoir des circuits dlentraSnement du fluide caloporteur, des moyens de sécurité pour éviter les pressions excessives, ainsi que suivant les conditions climatiques, des moyens de réchauffage pour éviter que le fluide caloporteur qui est dans le cas général de l'eau9 ne gèle après le coucher du soleil. Beside sensors, such installations, notably with greenhouse effect, in which the temperature of the heat transfer fluid can very widely exceed 1000 and reach temperatures close to 1400, it is necessary to provide circuits for the heat transfer fluid, means of security to avoid excessive pressure, as well as weather conditions, means of heating to prevent the heat transfer fluid which is in the general case of water9 from freezing after sunset.
Les frais de mise en place de telles installations à capteur solaire ne sont pas négligeables à cause de la main-d'oeuvre spécialisée nécessaire pour effectuer l1installa- tion, les travaux de branchement sur des circuits d'eau sanitaires ou de chauffage, existants, etc. The costs of setting up such solar collector installations are not negligible because of the specialized manpower necessary to carry out the installation, the connection works on existing sanitary or heating water circuits, etc.
L'examen des diverses solutions connues dans le domaine des installations à capteur solaire a montré que contrairement à toute apparence, ces installations ntétaient pas particulièrement utilisables dans les pays chauds, voire désertiques, là où précisément de telles installations devraient avoir le meilleur rendement. Examination of the various solutions known in the field of solar collector installations has shown that, contrary to all appearance, these installations are not particularly usable in hot or even desert countries, where precisely such installations should have the best performance.
En effet, parmi les difficultés rencontréess il y a paradoxalement celles qui découlent de ltenvironnement climatique. Indeed, among the difficulties encountered there are paradoxically those which arise from the climatic environment.
Dans les pays désertiques, les vents de sable sont relativement fréquents. Or, ces vents ont une action très corrosive et l'expérience a montré que de tels vents de sable qui ont un effet analogue à un sablage industriel, détériorent très rapidement la transparence des vitres de capteurs solaires classiques, et en réduisent considérablement le rendement. In desert countries, sand winds are relatively frequent. However, these winds have a very corrosive action and experience has shown that such sand winds which have an effect analogous to industrial sanding, very quickly deteriorate the transparency of the panes of conventional solar collectors, and considerably reduce their efficiency.
Il n'est pas non plus possible d'utiliser des matières synthétiques quelconques en remplacement du verre car l'effet des ultra-violets provoque un vieillissement très rapide des matières synthétiques et réduit la durée de vie de l'ensemble. It is also not possible to use any synthetic materials to replace glass because the effect of ultraviolet rays causes very rapid aging of the synthetic materials and reduces the lifetime of the assembly.
Dans certains pays, on peut également rencontrer des problèmes d'entretien ou de réparation, qui ne sont pas à négliger. Or la priorité absolue à laquelle doit satisfaire une installation à capteur solaire, destinée à etre montée dans les endroits les plus divers, est son extrême fiabilité ou surtout un entretien réduit, voire négligeable, permettant le cas échéant des réparations de fortune. In some countries, maintenance or repair problems can also be encountered, which should not be overlooked. However, the absolute priority which must be satisfied by a solar collector installation, intended to be mounted in the most diverse places, is its extreme reliability or above all a reduced, even negligible maintenance, allowing if necessary makeshift repairs.
Enfin, l'installation doit pouvoir se transporter facilement, sans risque de détérioration et permettre un montage sur place par une main-dloeuvre non spécialisée dans ce domaine particulier. Finally, the installation must be able to be transported easily, without risk of deterioration and allow on-site assembly by labor not specialized in this particular field.
La présente invention se propose de créer une installation à capteur solaire destinée, notamment, à être montée dans les endroits les plus différents, qui soit d1un montage extremement facile, ne demande pratiquement pas d'entretiens permet des réparations de fortune, soit légère et surtout peu fragile au transport. The present invention proposes to create an installation with solar collector intended, in particular, to be mounted in the most different places, which is of an extremely easy assembly, requires practically no maintenance allows makeshift repairs, either light and above all not very fragile during transport.
A cet effet, l'invention concerne une installation à capteur solaire, caractérisée en ce que le capteur est constitué par un tube comportant une paroi intérieure et une paroi extérieure, délimitant une enceinte intérieure et une enceinte extérieure, chacune Ces enceintes formant un chemin de circulation d'un fluide caloporteur, l'enceinte intérieure forme le chemin pour le fluide caloporteur principal et l'enceinte extérieure le chemin pour le fluide caloporteur auxiliaire, ces deux parois intérieure et extérieure du tube étant reliées entre elles pour former un ensemble mécaniquement solidaire, respectant l'écartement entre les deux parties. To this end, the invention relates to an installation with a solar collector, characterized in that the collector consists of a tube comprising an inner wall and an outer wall, delimiting an inner enclosure and an outer enclosure, each of these enclosures forming a path of circulation of a heat transfer fluid, the interior enclosure forms the path for the main heat transfer fluid and the exterior enclosure the path for the auxiliary heat transfer fluid, these two interior and exterior walls of the tube being connected together to form a mechanically integral assembly , respecting the spacing between the two parts.
Lorsque le fluide caloporteur auxiliaire de l'enceinte extérieure ne circule pas forme un tampon augmentant l'efficacité du capteur et le rendant moins sensible aux variaions rapides de rayonnement solaire s pa exemple e lors du passage de nuages. Dans tous les casS comme la surface appas rente du tube est égale au diamètre de la paroi extérieure multipliés par la longueur du tube, cette surface est nettement plus grande que si le tube n'était constitué que par la paroi intérieure seule. When the auxiliary heat transfer fluid of the external enclosure does not circulate, a buffer increases the efficiency of the sensor and makes it less sensitive to rapid variations in solar radiation, for example during the passage of clouds. In all cases, since the apparent surface area of the tube is equal to the diameter of the external wall multiplied by the length of the tube, this surface is clearly larger than if the tube were constituted only by the internal wall alone.
La température que le fluide caloporteur circulant dans un tel tube permet d'atteindre est beaucoup plus élevée que celle d'un tube seul car, en plus de l'amplification de la surface exposés au rayonnement, il y a également un effet de loupe et ou de concentration de rayonnement sur la paroi intérieure, dans le cas d'une enveloppe extérieure transparente. The temperature that the heat transfer fluid circulating in such a tube makes it possible to achieve is much higher than that of a single tube because, in addition to the amplification of the surface exposed to the radiation, there is also a magnifying glass effect and or of radiation concentration on the interior wall, in the case of a transparent exterior envelope.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une installation à capteur. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on réalise des tubes à double paroi, au diamètre des tubes du capteur proprement dit et des collecteurs, on réalise des trous coaxiaux dans la paroi intérieure et la paroi extérieure des tubes destinés à constituer les collecteurs, on coupe de paroi extérieure suivant une génératrice passant par des trous, on met en place les tubes, en fixant d'abord l'extrémité ayant des parois intérieures dans les trous puis, après mise en place et fixation, on fixe cette paroi extérieure dans
le tro@ correspondant et on referme la découpe.The invention also relates to a method of manufacturing a sensor installation. This process is characterized in that double-walled tubes are made, to the diameter of the tubes of the sensor itself and of the collectors, coaxial holes are made in the inner wall and the outer wall of the tubes intended to constitute the collectors, section of external wall along a generatrix passing through holes, the tubes are put in place, first fixing the end having internal walls in the holes then, after positioning and fixing, this external wall is fixed in
the corresponding tro @ and the cut is closed.
Gràce à ce procédé, l'ensemble du montage de capteur se fait en usine, à l'emplacement de destination de l'installation il suffira de mettre en place le capteur et de faire les quelques branchements simples. Thanks to this process, all of the sensor mounting is done in the factory, at the installation destination location it will suffice to set up the sensor and make the few simple connections.
La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide de divers exemples de réalisation représentés schéma- tiquement dans les dessins annexés, dans lesquels -
- la figure î est une vue en coupe axiale d'un tube de capteur selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en plan schématique d'un capteur réalisé l'aide de tubes selon la figure 1
- la figure 3A est une vue en coupe de détail selon III-III,de la figure 2 et la figure 3B est une vue en perspective.The present invention will be described in more detail with the aid of various embodiments shown diagrammatically in the appended drawings, in which -
- Figure 1 is an axial sectional view of a sensor tube according to the invention;
- Figure 2 is a schematic plan view of a sensor made using tubes according to Figure 1
- Figure 3A is a detail sectional view along III-III, of Figure 2 and Figure 3B is a perspective view.
- la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 2
- la figure 5 est un schéma d'un dispositif de support selon l'invention
- la figure 6 est une vue en coupe schématique de la mise en place d'un capteur sur un toit en terrasse d'un immeuble.- Figure 4 is a sectional view along IV-IV of Figure 2
- Figure 5 is a diagram of a support device according to the invention
- Figure 6 is a schematic sectional view of the installation of a sensor on a terraced roof of a building.
L'installation selon l'invention, à capteur solaire est destinée à permettre indifféremment la fourniture d'eau chaude sanitaire, la fourniture d'eau chaude de chauffage, ou la fourniture de chaleur, ou encore d'entre utilisée comme circuit réfrigérant, alimentant une installation de climatisation. The installation according to the invention, with solar collector is intended to allow indifferently the supply of domestic hot water, the supply of hot water for heating, or the supply of heat, or alternatively used as a refrigerant circuit, supplying an air conditioning system.
En effet suivant les périodes-de tannée ou de la journée, il peut être intéressant d'utiliser cette installation à capteur solaire, soit comme installation constituant réellement un capteur d'énergie solaire, véhiculée par un fluide caloporteur quiwalimente un dispositif de stockage de chaleur ou d'eau chaude sanitaire, ou encore un échangeur de chaleur à fonctionnement inverse, qui par exemple de nuit, rayonne et échange de la chaleur avec ltextérieur pour refroidir le fluide caloporteur et fournir des frigories qui sont stockées afin d'être utilisées en cours de journée par une installation de climatisation fournissant du froid. In fact, depending on the periods of the year or the day, it may be advantageous to use this installation with a solar collector, either as an installation actually constituting a solar energy collector, conveyed by a heat transfer fluid which supplies a heat storage device or domestic hot water, or a reverse-function heat exchanger, which for example at night radiates and exchanges heat with the interior to cool the heat transfer fluid and provide refrigerants which are stored for use during during the day by an air conditioning system supplying cold.
Selon la figure I, le capteur est constitué par un tube à deux parois 2, 3 reliées par des entretoises 4. La paroi intérieure 2 délimite un volume intérieur 21 dans lequel se trouve le fluide caloporteur principal. La paroi extérieure 3 délimite, avec la paroi intérieure 2 un volume auxiliaire 31 dans lequel se trouve un fluide caloporteur auxiliaire. According to Figure I, the sensor is constituted by a tube with two walls 2, 3 connected by spacers 4. The inner wall 2 defines an interior volume 21 in which is the main heat transfer fluid. The outer wall 3 defines, with the inner wall 2 an auxiliary volume 31 in which there is an auxiliary heat transfer fluid.
Les fluides des volumes 21, 31 peuvent être identiques et circuler de la même manière. Il est également possible, suivant l'utilisation, de bloquer la circulation de l'un des fluides et de ne faire circuler que ltautre fluide. The fluids in volumes 21, 31 can be identical and circulate in the same way. It is also possible, depending on the use, to block the circulation of one of the fluids and to circulate only the other fluid.
De façon preférentielle selon l'invention, lorsque le capteur formé de tubes I selon 17 inventions fonctionne comme capteur solaire, il est préférable, pour avoir une moindre sensibilité de l'installation aux variations très rapides de rayonnement solaire (passage de nuages, etc.), de faire circuler le fluide caloporteur dans le volume intérieur 21 et de laisser le fluide caloporteur auxiliaire sans circulation autre que ses mouvements de convection , etc. dans le volume intermédiaire 31. Preferably according to the invention, when the sensor formed by tubes I according to 17 inventions functions as a solar collector, it is preferable, in order to have a lesser sensitivity of the installation to very rapid variations in solar radiation (passage of clouds, etc. ), circulating the heat transfer fluid in the interior volume 21 and leaving the auxiliary heat transfer fluid without circulation other than its convection movements, etc. in the intermediate volume 31.
Suivant la surface de capteur nécessaire, le tube peut être simplement disposé en serpentin ou de toute autre façon entre une arrivée de fluide caloporteur et une sortie de fluide caloporteur. Toutefois dans la plupart des cas, lorsqu'il faut une surface de captage, importante, de l'ordre de 50 à 100 m, une telle solution n'est pas envisageable à cause des pertes de charge dans le tube entre l'entrée et la sortie. Dans ce cas > un montage avec des branchements en parallèle de plusieurs tubes entre un collecteur d'arrivée et un collecteur de départ, constitue la solution la plus intéressante. Depending on the sensor area required, the tube can be simply arranged in a coil or in any other way between an inlet for heat transfer fluid and an outlet for heat transfer fluid. However, in most cases, when a large catchment area is required, of the order of 50 to 100 m, such a solution cannot be envisaged because of the pressure drops in the tube between the inlet and the exit. In this case> an assembly with parallel connections of several tubes between an inlet manifold and an outlet manifold, constitutes the most interesting solution.
Un tel montage est représenté schématiquement à la figure 2 qui montre un composé d'un collecteur d'arrivée 10 et d'un collecteur de sortie 11. Le collecteur d'arrivée 10 est relié au collecteur de sortie 11 par des segments de tubes 1, parallèles, situés à une certaine distance d les uns des autres. Such an arrangement is shown diagrammatically in FIG. 2 which shows a compound of an inlet manifold 10 and an outlet manifold 11. The inlet manifold 10 is connected to the outlet manifold 11 by segments of tubes 1 , parallel, located at a certain distance from each other.
La distance d est choisie suivant un compromis dont les deux termes sont les suivants
- deux tubes adjacents I, I ne doivent pas projeter d'ombre l'un sur l'autre, lorsque le soleil est relativement incliné.The distance d is chosen according to a compromise, the two terms of which are as follows
- two adjacent tubes I, I must not cast a shadow on each other, when the sun is relatively inclined.
- la densité de tubes I doit être suffisante en fonction de la surface de captage à réaliser et de la surface disponible pour l'installation du capteur. - the density of tubes I must be sufficient depending on the collection surface to be produced and the surface available for installation of the sensor.
De façon idéale, pour éviter que les tubes I, I ne projettent de l'ombre l'un sur l'autre, il serait souhaitable de les eloigner très fortement, pour pouvoir profiter au maximum du rayonnement solaire, mme lorsque le soleil est très incline' à l'horizon, par exemple en début ou en fin de journée. Toutefois, comme à ce moment le rayonnement est faiblement énergétique puisqu'il traverse une couche plus importante de l'atmosphère et que cette couche est souvent chargée d'humidité, de telles pertes ne sont pas déterminantes et il est possible d'accepter pendant cette période une certaine projection d'ombre, au profit d'un plus grand rapprochement des tubes 1. Ideally, to prevent the tubes I, I from projecting shade onto each other, it would be desirable to move them very far away, in order to be able to make the most of solar radiation, even when the sun is very tilt to the horizon, for example at the beginning or at the end of the day. However, as at this time the radiation is weakly energetic since it crosses a larger layer of the atmosphere and this layer is often charged with humidity, such losses are not decisive and it is possible to accept during this period a certain shadow projection, in favor of a closer approximation of the tubes 1.
Les figures 3A, B et 4 montrent en coupe la réalisation des collecteurs d'entrée ou de sortie 10, 11. Ces collecteurs ont de préférence la même forme et les mêmes sections puisqu'il n'y a lieu ni d'accélérer, ni de ralentir la circulation du fluide dans l'un des collecteurs au profit de l'autre. FIGS. 3A, B and 4 show in section the construction of the inlet or outlet collectors 10, 11. These collectors preferably have the same shape and the same sections since there is no need to accelerate or to slow the circulation of the fluid in one of the collectors for the benefit of the other.
Selon les figures SA, B, le collecteur 10 se compose d'une paroi extérieure 101 et d'une paroi intérieure 102. La paroi intérieure 102 délimite un volume. intérieur 103 et la paroi exterieure 101 délimite par rapport à la paroi intérieure 102 un volume extérieur 104. Le volume intérieur 103 est destiné au fluide caloporteur principal et le volume extérieur 104 au fluide caloporteur auxiliaire. Les deux parois 101, 102 sont reliées par une entretoise ou un voile 105 qui les maintiennent écartées à la distance prévue, quelles que soient les déformations auxquelles les tubes sont soumis. According to Figures SA, B, the manifold 10 consists of an outer wall 101 and an inner wall 102. The inner wall 102 defines a volume. inside 103 and the outside wall 101 defines with respect to the inside wall 102 an outside volume 104. The inside volume 103 is intended for the main heat transfer fluid and the outside volume 104 for the auxiliary heat transfer fluid. The two walls 101, 102 are connected by a spacer or a web 105 which hold them apart at the intended distance, whatever the deformations to which the tubes are subjected.
A l'endroit prévu pour le raccordement de chaque tube 1, la paroi intérieure 102 comporte un orifice 106 et la paroi extérieure 101 un orifice 107. Ces deux orifices sont de préférence coaxiaux. At the place provided for the connection of each tube 1, the internal wall 102 has an orifice 106 and the external wall 101 an orifice 107. These two orifices are preferably coaxial.
Selon l'inventionv un procédé simple de fabrication du collecteur 10 (ou 11) consiste à réaliser un tube à deux parois continues 101, 102 puis à percer latéralement te tube 10 à deux parois de façon coaxiale, et chaque fois de deux trous 106, 107, suivant la répartition prévue des tubes 1 du capteur. According to the invention, a simple method of manufacturing the manifold 10 (or 11) consists in producing a tube with two continuous walls 101, 102 and then in drilling the tube 10 with two walls laterally coaxially, and each time with two holes 106, 107, according to the planned distribution of the tubes 1 of the sensor.
Pour faciliter la mise en place et le montages il est intéressant de couper la paroi extérieure 101 suivant une génératrice 108, entre les trous 107, de façon à pouvoir éventrer légèrement la paroi extérieure 101 pour le passage des outils servant à la soudure de ltextrémité avant de la paroi intérieure 2 du tube 1, dans l'orifice 106.To facilitate the installation and the assemblies it is advantageous to cut the external wall 101 according to a generator 108, between the holes 107, so as to be able to slightly disembowel the external wall 101 for the passage of the tools used for the welding of the front end. from the inner wall 2 of the tube 1, in the orifice 106.
Suivant les matériaux utilisés pour la fabrication des tubes 1 et 10 (matériaux qui sont de préférence identiques), on peut envisager différents types de soudure tels que le collage la polymérisation, la vulcanisation, etc. Depending on the materials used for the manufacture of tubes 1 and 10 (materials which are preferably identical), it is possible to envisage different types of welding such as bonding, polymerization, vulcanization, etc.
Une fois que la soudure est réalisée entre les parois 102 et 2, on peut effectuer de la même manière la soudure entre les parois 101 et 3 au niveau de l'orifice 107 et de la coupure suivant 1a generatrice ioa. Once the welding is carried out between the walls 102 and 2, the welding between the walls 101 and 3 can be carried out in the same manner at the level of the orifice 107 and of the cutoff according to the generator ioa.
Il est particulièrement interessant que les tubes
I et 10 soient réalisés en un matériau synthétique, charge de particules de carbone pour en renforcer la stabilité aux ultra~ violets et en ameliorer la réceptivité du rayonnement solaire.It is particularly interesting that the tubes
I and 10 are made of a synthetic material, charged with carbon particles to strengthen its stability to ultraviolet and improve the receptivity of solar radiation.
Suivant le cas > il peut titre intéressant de réaliser la paroi extérieure 3 ou 101, transparente aux rayonnements solaires. Depending on the case> it may be interesting to make the outer wall 3 or 101, transparent to solar radiation.
La figure 4 montre un détail du-branchement de sortie du collecteur 10, par une tête de branchement 110 avec un ajutage intérieur 111 pour le branchement sur le circuit 112 du fluide caloporteur principal et une toute 113 pour le branchement sur le circuit du fluide caloporteur-auxiliaire 114. FIG. 4 shows a detail of the outlet connection of the manifold 10, by a connection head 110 with an internal nozzle 111 for connection to the circuit 112 of the main heat transfer fluid and an all 113 for connection to the circuit of the heat transfer fluid - auxiliary 114.
Cette texte 110 est, de préférenceS réalisée en matière synthétiques par l'assemblage des deux pièces 111, 113 et avec des entretoises, etc., et l'ensemble peut se coller en tête du collecteur 10. This text 110 is preferably made of synthetic material by assembling the two parts 111, 113 and with spacers, etc., and the assembly can be stuck at the top of the collector 10.
Lorsque l'assemblage du capteur est réalise sous la disposition prévue à la figure 2, on obtient un ensemble souple en forme d'échelle de corde. Cette réalisation faite en usine est particulièrement intéressante car comme les matériaux sont relativement souples le capteur peut s'enrouler, ce qui faci- lite considérablement la manutention et le transport. Pour le montage du capteurs il suffit de dérouler le capteur et de ltétaler à l'emplacement prévu; Le mode de regroupement du capteur n'est pas le seul qui soit possible. On peut également prévoir de regrouper plusieurs capteurs ou parties de capteur selon la figure 2, à plat et de les empiler. When the assembly of the sensor is carried out under the arrangement provided in FIG. 2, a flexible assembly is obtained in the form of a rope ladder. This realization made in the factory is particularly interesting because as the materials are relatively flexible the sensor can be rolled up, which considerably facilitates handling and transport. For mounting the sensors, simply unroll the sensor and spread it out in the space provided; The sensor grouping mode is not the only one that is possible. We can also plan to group several sensors or sensor parts according to Figure 2, flat and stack them.
Dans le capteur selon la figure 2, il est particulièrement important que les tubes 1 qui sont mis en place en parallèle, restent effectivement parallèles, et ne soient pas déplacés par le vent ou par toute autre action mécanique. In the sensor according to FIG. 2, it is particularly important that the tubes 1 which are placed in parallel, remain effectively parallel, and are not moved by the wind or by any other mechanical action.
Pour cela, il est intéressant de prévoir un organe d'écartement 12 tel que celui représenté à la figure 5. Cet organe comporte des logements 121 qui reçoivent chaque fois les tubes 1. For this, it is advantageous to provide a spacer member 12 such as that shown in FIG. 5. This member includes housings 121 which each time receive the tubes 1.
La figure 6 montre la mise en place d'un capteur selon la figure 2, sur un toit en terrasse 13 d'un immeuble, equipé de l'installation selon l'invention. Le capteur formé des collecteurs 102 11 et des tubes I parallèles, est placé de préférence sur une plaque métallique 14 qui repose elle-même sur une nappe de matériau isolant 15. Cette nappe de matériau isolant 15 peut être prévue non seulement sur la surface horizontale de la terrasse mais elle peut également remonter le long des côtés. FIG. 6 shows the installation of a sensor according to FIG. 2, on a terraced roof 13 of a building, equipped with the installation according to the invention. The sensor formed by collectors 102 11 and parallel tubes I, is preferably placed on a metal plate 14 which itself rests on a sheet of insulating material 15. This sheet of insulating material 15 can be provided not only on the horizontal surface from the terrace but it can also go up along the sides.
Enfin, la plaque 14 peut comporter des supports 141 servant à maintenir les tubes 1 dans une position correcte. Finally, the plate 14 may include supports 141 serving to maintain the tubes 1 in a correct position.
L'installation selon l'invention, est de préférence destinée à fournir de l'eau chaude sanitaire et de l'eau chaude de chauffage. Cette eau chaude de chauffage est stockée dans des réservoirs de stockage, de grande capacité, dans lesquels le circuit de chauffage puise de la chaleur. Dans les mêmes conditions, pendant les périodes chaudes, notamment dans les pays chauds, l'installation selon l'invention peut s'utiliser en alternance pour la fourniture de frigories pour la climatisation et de calories pour le chauffage, notamment de liteau sanitaire. The installation according to the invention is preferably intended to supply domestic hot water and hot heating water. This hot heating water is stored in large capacity storage tanks, from which the heating circuit draws heat. Under the same conditions, during hot periods, especially in hot countries, the installation according to the invention can be used alternately for the supply of frigories for air conditioning and calories for heating, in particular of sanitary battens.
Pour fournir des frigories, on fait fonctionner l'installation pendant la nuit en faisant circuler le fluide caloporteur à travers le capteur. Comme ensemble de la surface périphérique des tubes 1 (et éventuellement des collecteurs 10, 11) rayonne, on a un échange de chaleur relativement important qui permet de récupérer une quantité importante de frigories, pendant la nuit. To supply frigories, the installation is operated overnight by circulating the heat transfer fluid through the sensor. As all of the peripheral surface of the tubes 1 (and possibly of the collectors 10, 11) radiates, there is a relatively large heat exchange which makes it possible to recover a large quantity of frigories, overnight.
Les frigories ainsi prises par le capteur sont stockées par le fluide caloporteur dans un réservoir de stockage, dans lequel l'installation de climatisation puise pendant la journée. The frigories thus taken by the sensor are stored by the heat transfer fluid in a storage tank, from which the air conditioning installation draws during the day.
Le capteur selon l'invention est particulièrement intéressant pour ce fonctionnement alterné pour le chauffage et la climatisation. En effet, contrairement à un capteur travaillant avec un effet de serre, le fonctionnement est différent suivant que le capteur travaille en récepteur ou en émetteur de chaleur. The sensor according to the invention is particularly advantageous for this alternating operation for heating and air conditioning. Indeed, unlike a sensor working with a greenhouse effect, the operation is different depending on whether the sensor works as a receiver or as a heat emitter.
Lorsque le capteur fonctionne en récepteur, la surface apparente des tubes I, ctest-à-dire la surface correspondant au diamètre du tube multiplié par la longueur, est la surface importante. Par contre, lorsque le capteur fonctionne en émetteur, il s'agit de l'ensemble de la surface périphériques c'est-à-dire une surface égale à T fois la surface précédente. When the sensor operates as a receiver, the apparent surface of the tubes I, that is to say the surface corresponding to the diameter of the tube multiplied by the length, is the large surface. On the other hand, when the sensor operates as an emitter, it is the whole of the peripheral surface, that is to say an area equal to T times the previous surface.
Cette différence est particulièrement intéressante dans les conditions d'utilisation mentionnées ci-dessus car les nuits sont plus courtes que les journées. De plus, les gradient de température est egalement moindre. D'ailleurs dans certains cas, pour augmenter le rendement de l'installation en frigories il peut titre intéressant de faire circuler le fluide caloporteur avec un débit plus important pour le fonctionnement en émetteur de calories (récupération de frigories) que pour le fonctionnement en capteur de calories. This difference is particularly interesting in the conditions of use mentioned above because the nights are shorter than the days. In addition, the temperature gradient is also less. Moreover, in certain cases, to increase the efficiency of the installation in frigories it may be interesting to circulate the heat transfer fluid with a higher flow rate for the operation as a calorifier (recovery of frigories) than for the operation in sensor calories.
I1 est également possible d'utiliser le fluide caloporteur auxiliaire seul ou en combinaison avec le fluide caloporteur principal pour favoriser ltémission de chaleur vers ltextérieur en faisant circuler ces deux fluides. It is also possible to use the auxiliary heat transfer fluid alone or in combination with the main heat transfer fluid to promote the emission of heat towards the interior by circulating these two fluids.
Les figures 3A, 3B montrent un collecteur 10 dont les deux parois 101, 102 sont reliées par une seule entretoise 105. En effet comme les tubes 1 sont fixés sur les orifices 106, 107, ces liaisons maintiennent de leur c8té l'écartement des parois 101, 102, une seule entretoise peut suffire. D'autres solutions sont possibles avec des entretoises suivant des génératrices, en forme d'hélice, continues ou discontinues etc. FIGS. 3A, 3B show a manifold 10, the two walls 101, 102 of which are connected by a single spacer 105. In fact, as the tubes 1 are fixed on the orifices 106, 107, these connections keep the spacing of the walls apart 101, 102, a single spacer may suffice. Other solutions are possible with spacers following generators, helical, continuous or discontinuous, etc.
Suivant un mode de réalisation particulièrement intéressant on réalise les tubes 1, 10 en éthylène propylène diène monomère EPDM qui est particulièrement résistant aux ultra-violets et qui peut se charger avantageusement en particules de carbone. According to a particularly advantageous embodiment, tubes 1, 10 are made of ethylene propylene diene monomer EPDM which is particularly resistant to ultraviolet rays and which can advantageously be loaded with carbon particles.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8010761A FR2482708A1 (en) | 1980-05-13 | 1980-05-13 | Solar energy traps made of intersecting multichannel tubes - to eliminate use of superficial glazing |
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FR2482708A1 true FR2482708A1 (en) | 1981-11-20 |
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FR8010761A Withdrawn FR2482708A1 (en) | 1980-05-13 | 1980-05-13 | Solar energy traps made of intersecting multichannel tubes - to eliminate use of superficial glazing |
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Cited By (1)
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