FR2510732A1

FR2510732A1 - Solar heat store and converter utilising greenhouse - uses collector at top of greenhouse and fan to direct hot air into adjacent soil for later recovery

Info

Publication number: FR2510732A1
Application number: FR8114779A
Authority: FR
Original assignee: BUTEZ RAYMOND
Current assignee: BUTEZ RAYMOND
Priority date: 1981-07-29
Filing date: 1981-07-29
Publication date: 1983-02-04

Abstract

The excess heat energy in a horticultural green house is stored using a thermal heat exchanger passing through the soil under the greenhouse. The hot air is gathered from the roof of the greenhouse by a tube running along the roof space. The tube is closed at the ends and perforated along its length, and coupled at its centre to a vertical duct with a fan and filter unit installed at ts base. The hot air is directed along a bured ppe which follows a path parallel to the external permeter of the green house. The heat energy is thus transferred to the soil and stored in the soil for later usage in winter when air is preheated by passage through the buried ppe.

Description

a) La présente invention a pour objet à titre de procédé nouveau un "PROCEDE DE CAPTAGE D'EN3RGIS SOLAIRE A-XEC STOCKAGE INERSkTS0NNiER DEsTIIçE AU CHAUFFAGE DES IMMEUBLES OU SERRES DE
PRODUCTIONS HORCO1ES. a) The subject of the present invention is, as a new process, a "METHOD OF COLLECTING A SOLAR EN3RGIS A-XEC INERSKTS0NNIER STORAGE FOR THE HEATING OF BUILDINGS OR GREENHOUSES OF
HORCO1ES PRODUCTIONS.

b) Ceci intéresse le chauffage des bâtiments à usage : d'habitation principale ou secondaire, industriel, de bureau, com- mercial, batiments scolaires ou à tous autres usages. b) This concerns the heating of buildings for use: main or secondary housing, industrial, office, commercial, school buildings or for all other uses.

Elle intéresse également le chauffage et la climatisation des serres de productions horticoles. It also concerns the heating and air conditioning of horticultural production greenhouses.

c) La technique utilisée jusqu'à présent dans ce domaine consiste en l'utilisation de capteurs solaires à air ou à eau comportant un absorbeur le plus souvent formé d'une surface métallique qui, bénéficiant de l'effet de serre créé par une paroi vitrée extérieure emprisonnant une lame d'air de quelques centimètres, s'échauffe sous les rayons solaires et abandonne ses calories au fluide caloporteur circulant à son contact. c) The technique used so far in this field consists in the use of solar air or water collectors comprising an absorber most often formed of a metal surface which, benefiting from the greenhouse effect created by a wall glazed exterior trapping an air gap of a few centimeters, heats up under the sun's rays and gives up its calories to the heat transfer fluid circulating in contact with it.

l'énergie est ensuite, soit directement utilisée pour le chauffage, soit stockée selon différents modes, liquide ou matériaux solides, en vue d'étre récupérée lors des besoins en chauffage des immeubles. the energy is then either directly used for heating or stored in different modes, liquid or solid materials, with a view to being recovered during the heating needs of buildings.

d) Le 1er résultat visé par l'invention est le captage économique de l'énergie solaire sans faire appel au capteurs à absorbeur d'un cotit relativement élevé. Seule une serre classique de production horticole, de surface en rapport avec les besoins, fait office de capteur solaire. d) The first result targeted by the invention is the economic capture of solar energy without using absorbers with a relatively high cost. Only a traditional greenhouse for horticultural production, with a surface in line with needs, acts as a solar collector.

Le 2ème résultat visé par l'invention réside dans les avantages présentés par le type de stockage intersaisonnier de l'énergie récupérée pendant la période solaire. En effet l'insu- flation d'air chaud en profondeur dans le sol a une certaine distance du périmètre de la construction permet, d'une part d'intéresser une importante masse solide de stockage, d'autre part d'envisager la création d'un véritable "cocon thermique" qui, enveloppant le volume construit, lui permet de bénéficier indirectement des déperditions thermiques inévitables dans le sol. The second result targeted by the invention lies in the advantages presented by the type of inter-seasonal storage of the energy recovered during the solar period. Indeed, the insolation of hot air deep into the ground at a certain distance from the perimeter of the construction allows, on the one hand to interest a large solid mass of storage, on the other hand to envisage the creation a real "thermal cocoon" which, enveloping the built volume, allows it to indirectly benefit from the inevitable heat losses in the ground.

Le 3ème résultat visé est, indépendamment des économies réalisées en matière de capteurs et de chauffage des constructions, la mise à la disposition de l'usager d'une serre de production horticole climatisée, utilisable toute l'année et notamment l'été, période où chacun saint qu'il est difficile de développer les végétaux sans aération importante par démontage des-parois extérieures. The 3rd targeted result is, independently of the savings made in terms of sensors and heating of buildings, the provision to the user of an air-conditioned horticultural production greenhouse, usable all year round and especially in summer, period where each one holy that it is difficult to develop the plants without significant ventilation by dismantling the outer walls.

En cas de besoin l'hive, et si l'usager estime devoir donner priorité à la préservation des végétaux en évitant notamment les risques de gel, il pourra récupérer l'énergie accumulée dans le sol pour réchauffer la serre. If necessary in winter, and if the user considers that he should give priority to the preservation of plants, in particular by avoiding the risk of frost, he can recover the energy accumulated in the soil to heat the greenhouse.

le 4ème résultat visé est, lorsque le procédé n'est pas destiné à chauffer un immeuble, la climatisation l'été et le chauf- fage l'hiver des serres de productions norticoles entratnant ainsi de très importantes économies de combustibles. the 4th targeted result is, when the process is not intended to heat a building, air conditioning in summer and heating in winter of greenhouses for norticultural production, thus leading to very significant fuel savings.

e) L'invention est remarquable en ce qu'elle consiste en la récupération et le stockage dans le sol de la chaleur qui s'accumule en partie haute d'une serre de production horticole, chaleur qui bien souvent est excédentaire (notamment l'été) et qutil faut habituellement évacuer à l'extérieur. e) The invention is remarkable in that it consists in the recovery and storage in the ground of the heat which accumulates in the upper part of a greenhouse for horticultural production, heat which very often is surplus (in particular the summer) and usually need to be vented outside.

Cette réeupération de l'énergie s'effectue comme suit
- il est disposé en partie haute de la serre (fig. I-l) un tube en PVC de ss 250 X environ perforé sur toute sa longueur (fig. I-2). Une colonne verticale de descente placée au centre de la serre et raccordée à un ventilateur (fig. I-3) aspire l'air chaud qui s'accumule par convection naturelle en partie haute du local. Cet air chaud est ensuite insufflé dans le sol à une profondeur variable selon la nature du terrain (entre lm50 et 3m00) dans un tube PVC (fig. 1-4) de diamètre en rapport avec la distance parcourue.Ce tube posé dans une tranchée parallèle et à 1m50 environ du périmètre de la construction revient à la verticale du centre de la serre (fig. I-5). Il est raccordé à deux autres canalisations hors sol qui, perforées en partie supérieure sur toute leur longueur permettent la ventilation du local (fig. I-S). This regeneration of energy is carried out as follows
- it is arranged in the upper part of the greenhouse (fig. II) a PVC tube of ss 250 X approximately perforated over its entire length (fig. I-2). A vertical downpipe placed in the center of the greenhouse and connected to a fan (fig. I-3) draws in the hot air which accumulates by natural convection in the upper part of the room. This hot air is then blown into the ground to a variable depth depending on the nature of the ground (between lm50 and 3m00) in a PVC tube (fig. 1-4) of diameter in relation to the distance traveled. This tube laid in a trench parallel and approximately 1m50 from the perimeter of the building returns to the vertical of the center of the greenhouse (fig. I-5). It is connected to two other above-ground pipes which, perforated in the upper part over their entire length, allow ventilation of the room (fig. IS).

De part et d'autre du tube d'air enterré sont disposés 4 tubes en polyétylène ss 15 x 21 (fig. 11) remplis d'eau et raccordés à une pompe à chaleur. On either side of the buried air tube are placed 4 polyethylene tubes ss 15 x 21 (fig. 11) filled with water and connected to a heat pump.

Une sonde différencielle de température commande la mise en route du ventilateur d'insufflation lorsque la température en partie haute de la serre est supérieure à celle du sol parcouru par le tube d'air enterré et avec coupure automatique dans le cas inverse. A differential temperature sensor controls the start-up of the insufflation fan when the temperature in the upper part of the greenhouse is higher than that of the soil traversed by the buried air tube and with automatic shutdown in the opposite case.

Cette technique permet
- l'été : de communiquer au sol qui devient l'élément stockeur les calories excédentaires de la serre, tout en la climatisant par le retour en partie basse d'air rafratchi.This technique allows
- summer: to communicate to the soil, which becomes the storage element, the excess calories from the greenhouse, while air conditioning it by the return to the lower part of fresh air.

- l'hiver : - 1/ Par les tubes de circulation d'eau, de prélever les calories "basse température" emmagasienées dans le sol et, par l'intermédiaire de la pompe à chaleur, de les élever à une température voisine de 300 pour chauffage des locaux par air insufflé, sol chauffant ou tout autre procédé. - winter: - 1 / By the water circulation tubes, take the "low temperature" calories stored in the ground and, via the heat pump, raise them to a temperature close to 300 for space heating by supply air, underfloor heating or any other process.

- 2/ Par très grands froids, si exceptionnellement priorité était donnée à la conservation des végétaux, d'é- viter les risques de gel en chauffant la serre par mise en route manuelle du ventilateur qui insufflera dans le local de l'air ayant prélevé des calories au stockage du sol. - 2 / In very cold weather, if exceptionally priority was given to the conservation of plants, to avoid the risk of frost by heating the greenhouse by manual start-up of the fan which will breathe air into the room having sampled air calories from soil storage.

- 3/ Si le procédé est uniquement appliqué au chauffage d'une serre de production horticole, de cnauffer les installations après avoir "affiner" le système par mise en place de thermostats d'ambiance. - 3 / If the process is only applied to the heating of a greenhouse for horticultural production, to heat up the installations after having "refined" the system by installing room thermostats.

Cette technique permet de réaliser des économies d'énergie très importantes dans le domaine du chauffage des locaux pour un faible surcot au départ. This technique makes it possible to achieve very significant energy savings in the area of space heating for a small surcharge at the start.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1. A method of recovering excess heat from a greenhouse and of storing it for heating purposes, characterized in that it comprises a means of heat exchange and air conditioning by circulation in the ground of the air in the room .

2. Method according to claim 1, characterized in that the heat exchange means is a tube (2) for drawing hot air in the upper part of the greenhouse, closed at the ends and perforated along its length, connected in its middle has a vertical sheath in which is included in the lower part a fan washer with filter (3) blowing air into a buried pipe (4) which follows a path parallel to the outer perimeter of the building to be heated or traversing the sub- greenhouse floor, thus giving up calories on the ground, which has become an inter-seasonal storage element.

3. Method according to claim 1, characterized in that the air conditioning means of the greenhouse is constituted by the return to the room of its volume of air, refreshed in summer or warmed in winter after passing through the s1takeur, at the using a tu be (5) connected to the buried pipeline (4) and terminating by two branches in two other above-ground tubes (6) closed at the ends and perforated in the upper part over their entire length