FR2486215A1 - Solar heat collector for building envelope - has surface of plastics coated controlled oxidation steel to aid thermal transfer - Google Patents

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FR2486215A1 FR7829305A FR7829305A FR2486215A1 FR 2486215 A1 FR2486215 A1 FR 2486215A1 FR 7829305 A FR7829305 A FR 7829305A FR 7829305 A FR7829305 A FR 7829305A FR 2486215 A1 FR2486215 A1 FR 2486215A1
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    • F24D11/006—Central heating systems using heat accumulated in storage masses air heating system
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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

The solar heat collector is constructed from a special steel, subjected to a controlled oxydation process to give it advantageous thermal characteristics. The surface is not painted but may be plastics coated. The interior of the collector has a corrugated surface area to increase theheat exchange rate with the air pumped through it. An air distribution system with a fan draws air over the collector and distributes it to the building or into a thermal store for future use. The underside of the collecter is insulated.

Description

Dispositif de chauffage-climatisation par emploi de capteurs
solaires utilisant de l'acier pré-oxydé à oxydation controle'è,
du type COR-TEN ou équivalent.Heating-air conditioning system using sensors
solar panels using pre-oxidized steel with controlled oxidation,
COR-TEN type or equivalent.

Le pro sent dispositif concerne ce qu'il est convenu d'appeler
chauffage solaire avec emploi de capteurs solaires.The present device concerns what is known as
solar heating using solar collectors.

Dans les dispositifs connus de ce genre,les éléments capteurs
sont en général constitues de matériaux peints en noir et recou
verts de ve.rre,ce qui implique des difficultés d'intégration
esthétique et des coûts d'installation et d'entretien importants.In known devices of this kind, the sensor elements
are usually made of black painted materials and coated
green of green, which implies integration difficulties
aesthetic and significant installation and maintenance costs.

Le dispositif suivant l'invention,utilisant des aléments capteurs
en acier pré-oxydé à oxydation controlJe non-peints, inaltérables,
peu coûteux et intégrés à 11 enveloppe du batiment,permet d'
éviter ces inconvénients.The device according to the invention, using sensor elements
made of pre-oxidized steel with oxidation control, unpainted, unalterable,
inexpensive and integrated into 11 building envelope, allows
avoid these drawbacks.

Le dispositif objet de la présente invention concerne l'utilisation
de l'acier,décrit ci-dessus,dans un système complet de chauffage
de locaux,climatisation-refroidissement,système basé sur l'uti
lisation de lténergie solaire Ce système se compose de 3 éléments.Chaque e' le' elément,ou chaque
partie d'élément,peut être utilisé séparément,ou adapté à d'
autres types de chauuffage ou de climatisation déja existants
ou connus, afin de les améliorer ou d'en améliorer les effets.The device which is the subject of the present invention relates to the use
steel, described above, in a complete heating system
of premises, air conditioning-cooling, system based on uti
Use of solar energy This system consists of 3 elements. Each element, or each
element part, can be used separately, or adapted to
other types of heating or air conditioning already existing
or known, in order to improve them or improve their effects.

Les 3 éléments composant ce système complet sont:
-A-Les capteurs:
La chaleur d'origine solaire est captée par le matériau dit acier
pré-oxydé à oxydation controlée et potectrice,type COR-TEN ou
équivalent.Cet acier particulier sera utilisé en éléments cons-
titués en plaques,tuiles,bandeaus,ou toute présentation adaptée
à l'emploi architectural.Ces éléments seront désormais désignés
sous le nom de " capteurs
Ces capteurs seront partie de l'enveloppe des batiments,et placés
en facade,en toiture,en tout endroit que l'on souhaitera du
batiment.Les capteurs seront horizontaux,verticaux ou inclines.The 3 elements making up this complete system are:
-A-The sensors:
The heat of solar origin is captured by the material called steel
pre-oxidized with controlled and protective oxidation, type COR-TEN or
equivalent.This particular steel will be used as components
titled in plates, tiles, bands, or any suitable presentation
architectural use. These elements will henceforth be designated
under the name of "sensors
These sensors will be part of the building envelope, and placed
on the facade, on the roof, in any place you want
The sensors will be horizontal, vertical or inclined.

Lorsque les capteurs seront exposés au rayonnement solaire,ils
s'échaufferont du fait des qualités captatrices du matériau dont
ils sont constitués(:couche d'oxyde,rugosité et couleur en étant
cause)
Afin de faciliter la montée en température des capteurs,en
evitant les pertes de chaleur par convection, les faces extérieure pourrontetre,non pas peintes,mais recouvertes d'un film plastique ou enduites de résines naturelles ou synthétiques
Le système étant basé sur une circulation d'air dont on parlera plus loin,avec échauffement de cet air quand il passe au dos ou face interne des capteurs,il convient de faciliter l'echange de calories entre les capteurs et l'air.A cet effet,les faces intérieurs des capteurs pourront etre munies d'un système d1 ai lettea,adoptant l'une des formes en uaage courant dans l'industrie.Ces faces internes,et éventuellement les ailettes,seront soit nues,soit enduites de peinture pouvant contenir des particules métalliques,soit couvertesdun plaquage métallique.When the collectors are exposed to solar radiation, they
will heat up due to the material's capturing qualities
they are made up (: oxide layer, roughness and color by being
cause)
In order to facilitate the temperature rise of the sensors, in
avoiding heat losses by convection, the external faces can be, not painted, but covered with a plastic film or coated with natural or synthetic resins
The system being based on an air circulation which will be discussed later, with heating of this air when it passes the back or internal face of the sensors, it is advisable to facilitate the exchange of calories between the sensors and the air. For this purpose, the interior faces of the sensors can be provided with a system of ai lettea, adopting one of the uaage shapes common in the industry. These internal faces, and possibly the fins, will either be bare or coated with paint. may contain metallic particles, or covered with metallic plating.

L'espace compris entre la face intérieure des capteurs et l'isolation thermique sera soit vide de tout élément, sauf de l'air y circulant, soit garni d'éléments en treillis ou en feuilles métalliques permettant le passage de l'air. The space between the interior face of the collectors and the thermal insulation will either be empty of all elements, except the air circulating therein, or lined with elements in lattice or metallic sheets allowing the passage of air.

L'espace qui a été décrit dans le paragraphe précédent sera clos,a l'exception de deux catégories d'orifices,dont on sera convenu d'appeler l'une d'entre elles " entrie " et l'autre sortie" De cela il ressort que l'air, dans cet espace.The space which was described in the preceding paragraph will be closed, with the exception of two categories of orifices, of which it will be agreed to call one of them "entry" and the other exit "From this it turns out that the air, in this space.

sera soit immobile, soit en circulation, auquel cas il entrera par "entrée" et sortira par "sortie".will either be stationary or in circulation, in which case it will enter by "entry" and exit by "exit".

-B-Circulation de l'air:
La circulation d'air étudiée sera celle qui se fait par un réseau de gaines #, avec l'aide d'un système de ventilation ou pulsa- tion, # entre l'espace derrière les capteurs, où l'air est réchauffé, le stock de calories1 les locaux et l'extérieur.L'orientation de l'air sera assuré par un ensemble de vannes à commande automatique programmée,avec utilisation de thermostats.-B-Air circulation:
The air circulation studied will be that which is done by a network of ducts #, with the help of a ventilation or pulsation system, # between the space behind the sensors, where the air is heated, the calorie stock1 the premises and the outside. The air will be oriented by a set of valves with automatic programmed control, using thermostats.

Chauffage direct des locaux: Par le réseau de gaines et vannes,l' air circde,sous l'effet de la ventilation,entre les capteurs et les locaux.Réchauffé derriere les capteurs,il sort par "sortie et pénètre dans les locaux.Direct heating of rooms: Through the network of ducts and valves, the air circulates, under the effect of ventilation, between the collectors and the rooms. Reheated behind the collectors, it exits by "outlet and enters the rooms.

ChaufIage du stockage:Selon le même principe,l1air circule cette fois entre les capteurs et les matériaux de stockage de calories. t
Chauffage de nuit ou par soleil voilé: L'air circule entre le stock, où il se réchauffe et les locaux.Storage heating: On the same principle, the air circulates this time between the sensors and the calorie storage materials. t
Heating at night or by hazy sun: The air circulates between the stock, where it warms up and the premises.

Climatisation-refroidissement: La circulation se fait entre les locaux,les capteurs et 1'extérieur.De l'air frais est aspiré, par exemple en facade Nord,directement vers les locaux,dans lesquels de l'air est dirigé vers "entrée",circule derrière le capteur,sort par "sortie" et est alors rejeté directement à l'extérieur du batiiinent. Air conditioning-cooling: Circulation takes place between the premises, the collectors and the exterior. Fresh air is sucked in, for example on the north facade, directly to the premises, in which air is directed towards "entry" , circulates behind the sensor, exits by "exit" and is then discharged directly outside the building.

-C-Isolation thermique et réseau de gaines de circulation:
Il importe que le batiment à chauffer-climatiser soit le mieux possible isolé thermiquement.C'est pourquoi on profitera du procédé classique d'utilisation de plaques d'isolant,type fibre de verres ou tout autre matériau,que ltos placera au dos des éléments capteurs ,en ménageant toutefois un espace de quelques centimetre,qui constituera précisément cet espace décrit comme lieu où l'air se réchauffe. -C-Thermal insulation and circulation duct network:
It is important that the building to be heated-air conditioned is as much as possible thermally insulated. This is why we will take advantage of the classic process of using insulating plates, such as fiberglass or any other material, that ltos will place on the back of the elements. sensors, however leaving a space of a few centimeters, which will precisely constitute this space described as a place where the air heats up.

Un réseau de gaines assurera la circulation de l'air entre cet espace au dos des capteurs,le stock de calories,les locaux et l'extérieur.Ce réseau sera soit en site propresoit utiliseaa conduits ou chemineés existants ou à créer.A network of ducts will ensure the circulation of air between this space on the back of the collectors, the calorie store, the premises and the exterior. This network will either be on its own site or use existing or new ducts or chimneys.

-D-Stockage de calories:
Les calories gagnées par l'air qui aura circulé au dos des capteurs sera stockée suivant uns méthode désormais classique.Elle consiste à faire traverser à l'air chaud un réceptacle contenant des graviers ou des radés et pierres fractionnées,ou de l'eau,ou tout autre liquide,un échange de calories se faisant au bénéfice de ces matériaux. Le dispositif suivant l'invention précise que tout élément de maconnvie des locaux,murs ,cloisons fondations ,soubas sements,planchers,plafonds,pourra & re utilisé comme élément de stockage,ou.servir de paroi (tout ou partie )du réceptacle décrit.-D-Calorie storage:
The calories gained by the air which will have circulated on the back of the sensors will be stored according to a now classic method.It consists in passing through a hot air a receptacle containing gravel or strikes and fractionated stones, or water, or any other liquid, an exchange of calories being made for the benefit of these materials. The device according to the invention specifies that any element of masonry of the premises, walls, foundation partitions, foundations, floors, ceilings, can be used as a storage element, or serve as a wall (all or part) of the receptacle described.

Le dispositif décrit ci-dessus sera avantageusement couplé avec un système de chauffage à air pulsé,avec le quel il partagèra une partie des gaines,le dispositif de circulation d'air et les filtres. The device described above will advantageously be coupled with a forced air heating system, with which it will share part of the ducts, the air circulation device and the filters.

Claims (9)

REVENDICATIONS l.Dispositif captant l'énergie solaire caractérisé en ce que les éléments capteurs sont constitués en acier pré-oxydé à oxydation contrôlée, type COIt-TEN ou équivalent,sous forme de plaques, tuiles, lames, bandeaux, ou toute forme architecturale, en ce que cet acier est non peint à l'extérieur mais peut être recouvert d'un film plastique ou de résine naturelle ou synthétique,en ce que ces éléments captéurs constituent une partie de l'enveloppe meme du batiment, et en ce que ces éléments capteurs sont reliés à un système complet de diffusion,régulation et stockage de calories,permétt & t chauffage et climatisation-refroidissement des locaux.l. Device capturing solar energy characterized in that the collector elements are made of pre-oxidized steel with controlled oxidation, COIt-TEN type or equivalent, in the form of plates, tiles, strips, strips, or any architectural form, that this steel is unpainted on the outside but can be covered with a plastic film or natural or synthetic resin, in that these captured elements constitute a part of the building envelope itself, and in that these elements sensors are connected to a complete system of distribution, regulation and storage of calories, permanent heating and air conditioning-cooling of the premises. 2.Dispositif suivant la revendisation 1. caractérisé en ce que les éléments capteurs faisant partie de ltenveloppemême du batiment peuvent être placés soit en facade,soit en toiture,soit en tout point du batiment,et ce dans un plan horizontal,verAcal ou incliné.2. Device according to the claim 1. characterized in that the sensor elements forming part of the building itself can be placed either on the facade, or on the roof, or at any point of the building, and this in a horizontal, verAcal or inclined plane. 3.Dispositif suivant la revendisation 1. caractérisé en ce que la captation d'énergie solaire est grandement accrue par les propriétés de couverts d'oyde,de rugosité et de couleur du matériau ,et que,pour éviter que cette bonne captation ne soit diminuée par des pertes par convection,les éléments capteurs peuvent être recouverts à 11 extérieur d'une protection transparente telle que film plastique ou couche de résine.3. Device according to the claim 1. characterized in that the collection of solar energy is greatly increased by the properties of oyster coverings, roughness and color of the material, and that, to prevent this good collection being diminished by convection losses, the sensor elements can be covered on the outside with a transparent protection such as plastic film or resin layer. 4.Dispositif suivant la revendication 1. caractérisé en ce que pour permettre une bonne diffusion de chaleur au système complet de diffusion,régulation et stockage de calories,la face intérieure des plaques ou éléments d'acier pourra être pourvue d'un systeme d'ailettage d'un type en usage classique dans l'industrie,et que cette face interne et ce système d'ailettes,ou l'un seul de ces deux élements, pourra être revêtue d'une peinture contenant ou non des particules- métalliques,ou bien etre revêtue d'un plaquage métallique.4. Device according to claim 1. characterized in that to allow good heat distribution to the complete system of distribution, regulation and storage of calories, the inner face of the plates or steel elements may be provided with a system of fin of a type in conventional use in industry, and that this internal face and this system of fins, or only one of these two elements, may be coated with a paint containing or not containing metallic particles, or be coated with a metallic plating. 5.Dispositif suivant la revendication 1. caractérisé en ce que l'espace,compris entre-la face interne des éléments capteurs et l'isolation thermique,espace où circule de l'air destiné à être réchauffé dans les cycles de circulation décrits,peut accueillir une trame métallique,treillis,torsade de feuilles, laissant libre circulation de l'air,mais lui permettant de mieux se réchauffer.5. Device according to claim 1. characterized in that the space, comprised between the internal face of the sensor elements and the thermal insulation, space where air circulates intended to be heated in the circulation cycles described, can accommodate a metal frame, lattice, twist of leaves, allowing free circulation of air, but allowing it to warm up better. 6.Dispositif suivant la renendication 1. caractérisé en ce que le réseau de gaines reliant les éléments capteurs,le stockage de calories et le système de pulsation ou ventilation de l'air débouche en plusieurs points à l'intérieur des locaux y assurant une circulation d'air,et en plusieurs points sur l'extérieur des locaux,et peut être obstrués indépendamment en plusiuers points par plusieurs vannes à commandes automatiques programmées,avec emploi de thermostats.,permettant un "zonage des calories".6.Device according to claim 1. characterized in that the network of ducts connecting the sensor elements, the storage of calories and the air pulsation or ventilation system opens at several points inside the premises ensuring circulation there of air, and at several points on the outside of the premises, and can be obstructed independently at several points by several valves with automatic programmed controls, with the use of thermostats., allowing "zoning of calories". 7.Dispositif suivant la revendication 1. caractérisé en ce que le stockage de calories est assuré par les moyens classiques, tels que graviers ou pierres et rochers fractionnés,ou eau,mais peut également utiliser tout élément de mur ou de maconnerie soit comme réservoir proprement dit de cIlaleur,soit comme paroi des contenants des matériaux graviers ou eau.7. Device according to claim 1. characterized in that the storage of calories is ensured by conventional means, such as gravel or split stones and rocks, or water, but can also use any wall or masonry element either as a tank properly said to be of value, either as the wall of containers of gravels or water. 8.Dispositif suivant la revendication 1. caractérisé en ce que le réseau de gaines peut utiliser soit un cheminement qui lui sera propre,soit tout conduit ou cheminée déja existant ou à créer X dans le batiment.8. Device according to claim 1. characterized in that the duct network can use either a path which will be specific to it, or any duct or chimney already existing or to be created in the building. 9.Dispositif suivant la revendication1. caractérisé en ce que le système de ventilation d'air froid ou chaud peut être utilisé afin de récupérer les calories montant naturilement dans les combles ( procédé appelé "isolation dynamique" ) et peut etre couplé avec un système de chauffage central à air pulsé. 9. Device according to claim 1. characterized in that the cold or hot air ventilation system can be used to recover the calories rising naturally in the attic (process called "dynamic insulation") and can be coupled with a central forced air heating system.
FR7829305A 1978-10-13 1978-10-13 Solar heat collector for building envelope - has surface of plastics coated controlled oxidation steel to aid thermal transfer Withdrawn FR2486215A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2599481A1 (en) * 1986-05-27 1987-12-04 Auvergne Isolation Sa Drier using solar energy

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2599481A1 (en) * 1986-05-27 1987-12-04 Auvergne Isolation Sa Drier using solar energy

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