FR2528955A2

FR2528955A2 - Solar heater for water - has cylindrical absorber and enclosure housed in air-sealed outer container

Info

Publication number: FR2528955A2
Application number: FR8210532A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-03
Filing date: 1982-06-16
Publication date: 1983-12-23

Abstract

The transparent cylindrical enclosure (101) houses a concentric cylindrical absorber (108) with a fluid duct (105) directing fluid to the central chamber. A non-return valve (117) and an orifice (114) provide interconnections between the inner volume and the annular space between the two cylinders. Water flows by thermosyphonic action from the central volume through the annular space and returns periods of sunshine. Heat is conserved in the panel of the stagnant air in the compartment (133) formed by the second enclosure (121, 125) and the two partitions (132, 133).

Description

Appareil de chauffage de fluide à partir de l'énergie solaire.Fluid heater from solar energy.

L'invention concerne l'appareil de chauffage de fluide à partir de l'énergie solaire comme défini dans la revendication 1 du Brevet principal.The invention relates to the fluid heating apparatus from solar energy as defined in claim 1 of the main patent.

Cet appareil de chauffage trouve utilisation notamment, mais non limitativement, dans les pays tropicaux.This heater finds use in particular, but not limited to, in tropical countries.

Il a été constaté qu'il est bien adapté pour conserver au fluide chauffé une température élevée pendant un laps de temps suffisant pour qu'on puisse disposer d'eau chaude même au lever du jour bien que l'appareil n'ait pas reçu de rayonnement solaire pendant les heures de la nuit.It has been found that it is well suited for keeping the heated fluid at a high temperature for a period of time sufficient for hot water to be available even at daybreak, although the device has not received any solar radiation during the night hours.

La présente invention a pour objet un perfectionnement qui améliore considérablement cette capacité de conserver une température élevée pendant les périodes nocturnes et, ainsi, accroît les possibilités d'application de l'appareil.The object of the present invention is an improvement which considerably improves this ability to maintain a high temperature during the night periods and, thus, increases the possibilities of application of the device.

Selon l'invention, l'espace limité par la paroi supérieure, ou couvercle, transparent et contribuant à l'effet de serre, et la paroi inférieure, réfléchissante, pour concentrer le rayonnement solaire sur le réceptacle extérieur, est divisé en un compartiment central par deux parois parallèles, transparentes, enfermant entre elles les réceptacles cylin doriques
On aboutit ainsi à un appareil qui, tout en conservant les grandes surfaces d'accès et de réflexion du rayonnement solaire et ainsi sa puissance de chauffage, confine dans ledit compartiment l'air baignant les réceptacles, de sorte qu'au cours des périodes nocturnes il se produit moinsde déperdition de chaleur par circulation d'air, le fluide chauffé pendant la période de rayonnement solaire étant ainsi encore à une kempérature très élevée au matin, c'est-à-dire au moment où son utilisation est souvent le plus souhaitée.According to the invention, the space limited by the upper wall, or cover, transparent and contributing to the greenhouse effect, and the lower wall, reflective, for concentrating the solar radiation on the external receptacle, is divided into a central compartment. by two parallel, transparent walls, enclosing between them the Doric cylin receptacles
This results in a device which, while retaining the large areas of access and reflection of solar radiation and thus its heating power, confines in said compartment the air bathing the receptacles, so that during night periods less heat is produced by air circulation, the fluid heated during the period of solar radiation being thus still at a very high temperature in the morning, that is to say at the time when its use is often the most desired .

Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schééatique en coupe longitudinale ; et, la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1.In the description which follows, given by way of example, reference is made to the appended drawings, in which FIG. 1 is a diagrammatic view in longitudinal section; and, Figure 2 is a schematic cross-sectional view along line II-II of Figure 1.

L'appareil de chauffage de fluide comprend un premier réceptacle 101 à paroi cylindrique 102 absorbante de la chaleur, et dont l'axe 103 est incliné par rapport à l'horizontale.The fluid heating apparatus comprises a first receptacle 101 with a cylindrical wall 102 absorbing heat, and whose axis 103 is inclined relative to the horizontal.

Le fond supérieur 104 dudit réceptacle est traversé par un conduit 105 d'amenée de fluide à chauffer et par un conduit 106 de soutirage de fluide chauffé. Le fond supérieur 104 est adjacent au fond supérieur 107 d'un second réceptacle 108, intérieur au premier réceptacle, à paroi latérale cylindrique 109, dont l'axe est coïncident avec l'axe 103,et dont le fond inférieur 111 ménage, avec le fond inférieur 112 du premier réceptacle, un intervalle 113. A la partie inférieure du fond 111 est prévue unê. lumière 114 établissant une communication entre le volume 115 intérieur au second réceptacle 108 et l'intervalle annulaire 116 compris entre la paroi latérale 102 du premier réceptacle et la paroi latérale 109 du second réceptacle.The upper bottom 104 of said receptacle is crossed by a conduit 105 for supplying fluid to be heated and by a conduit 106 for withdrawing heated fluid. The upper bottom 104 is adjacent to the upper bottom 107 of a second receptacle 108, inside the first receptacle, with cylindrical side wall 109, the axis of which coincides with the axis 103, and the lower bottom 111 of which cleans, with the bottom bottom 112 of the first receptacle, an interval 113. At the bottom of the bottom 111 is provided one. light 114 establishing communication between the volume 115 inside the second receptacle 108 and the annular gap 116 comprised between the side wall 102 of the first receptacle and the side wall 109 of the second receptacle.

A la partie supérieure de la paroi cylindrique 109 du second réceptacle est prévu un clapet à bille 117 permettant la circulation du fluide dans le sens allant de l'-intervalle 116 vers le volume 115, mais l'interdisant en sens inverse.At the upper part of the cylindrical wall 109 of the second receptacle is provided a ball valve 117 allowing the circulation of the fluid in the direction going from the interval 116 towards the volume 115, but prohibiting it in the opposite direction.

Du fond 112 est issue une canalisation de vidange 118 et du fond 104, débouchant dans l'intermAle 116, une canalisation de purge 119.From the bottom 112 comes a drain pipe 118 and from the bottom 104, opening into the intermAle 116, a drain pipe 119.

L'ensemble des deux réceptacles 101 et108 est logé dans une enceinte 120 limitée par une-paroi supérieure plane 121, transparente, deux parois latérales verticales transparentes 122 et 123, la paroi 121 étant peu distante-de la paroi cylindrique 102 mais par contre les parois verticales 122 et 123 étant relativement distantes des réceptacles cylindriques pour que soit ménagée une large aire d'ensoleillement, les rayons solaires pénétrant dans l'enceinte 12-0 frappant non seulement d'une manière directe la paroi cylindrique 102, absorbante thermiquement, du réceptacle 101 mais pour partie également réfléchis vers ladite paroi par une paroi réfléchissante 125- comprenant une partie plane centrale 126 et deux parties latérales, respectivement 127 et 128 dont les sections transversales sont à configuration en développante du cercle représentatif de la section transversale du premier réceptacle 101. The set of two receptacles 101 and 108 is housed in an enclosure 120 limited by a flat upper wall 121, transparent, two transparent vertical side walls 122 and 123, the wall 121 being not far from the cylindrical wall 102 but on the other hand vertical walls 122 and 123 being relatively distant from the cylindrical receptacles so that a large area of sunshine is provided, the solar rays penetrating into the enclosure 12-0 not only striking directly the cylindrical wall 102, thermally absorbent, of the receptacle 101 but partly also reflected towards said wall by a reflecting wall 125- comprising a central flat part 126 and two lateral parts, respectively 127 and 128, the cross sections of which are in an involute configuration of the circle representative of the cross section of the first receptacle 101.

Au cours d'une phase de chauffage, c'est-à-dire pendant le jour, lorsque le rayonnement solaire pénètre dans l'appareil, l'eau contenue dans l'intervalle 116 est chauffée par contact direct avec la surface interne de la paroi 102 dont la surface externe reçoit le rayonnement solaire, soit directement, soit après réflexion, et il peut s'établir une circulation de courant de l'eau chauffée qui, après ascension dans ledit intervalle 116, repousse la bille du clapet 117 et pénètre dans la chambre 115 inférieure au second réceptacle 108, la continuité du circuit de circulation srétablissant par la lumière inférieure 114. L'eau chaude est soutirée à la demande par le conduit 106.During a heating phase, that is to say during the day, when the solar radiation enters the device, the water contained in the interval 116 is heated by direct contact with the internal surface of the wall 102 whose external surface receives solar radiation, either directly or after reflection, and a current flow of heated water can be established which, after ascent in said interval 116, pushes back the ball of the valve 117 and penetrates in the chamber 115 lower than the second receptacle 108, the continuity of the circulation circuit establishing by the lower light 114. The hot water is drawn off on demand by the conduit 106.

Pendant la périodè de nuit, l'eau chaude, au moment du coucher du soleil, est à l'intérieur du réceptacle 108 dont la paroi 1Ô9 est isolante thermiquement, la circulation vers l'intervalle 116 étant interdite par le fonctionnement du clapet 117. Elle est donc dans les meilleures conditions pour conserver longtemps sa température élevée.During the night period, the hot water, at the time of sunset, is inside the receptacle 108, the wall 10 of which is thermally insulating, circulation towards the interval 116 being prohibited by the operation of the valve 117. It is therefore in the best conditions to keep its high temperature for a long time.

L'invention prévoit de diviser l'enceinte 120 par deux cloisons verticales transparentes 131 et 132 qui embrassent étroitement le réceptacle 101, l'enceinte 120 étant ainsi divisée en-un compartiment central 133, logeant les réceptacles cylindriques 101 et 108, et des compartiments latéraux 134 et 135. Au cours de la période nocturne, l'air qui entoure le réceptacle 101 stagne dans le compartiment central 133 de sorte que la déperdition de chaleur est minimisée, la puissance calorifique de l'appareil étant cependant maintenue intacte.The invention provides for dividing the enclosure 120 by two transparent vertical partitions 131 and 132 which closely embrace the receptacle 101, the enclosure 120 thus being divided into a central compartment 133, housing the cylindrical receptacles 101 and 108, and compartments side 134 and 135. During the night period, the air surrounding the receptacle 101 stagnates in the central compartment 133 so that the heat loss is minimized, the calorific power of the device is however kept intact.

On a constaté que, toutes choses égales d'ailleurs, alors qu'au matin, la température de l'eau soutirable était de 38"C dans un appareil dépourvu de cloisons latérales 131 et 132, la simple mise en place desdites cloisons permettait d'obtenir le matin une eau dont la température était de 50-C. It was found that, all other things being equal, while in the morning, the temperature of the brewable water was 38 "C in an apparatus devoid of lateral partitions 131 and 132, the simple installation of said partitions made it possible to '' get water in the morning whose temperature was 50-C.

Claims

Claims.

1. Apparatus for heating fluid from solar energy according to claim 1 of the main patent, characterized in that the enclosure (120) in which is housed all of the two receptacles (101, 108), of which l one (108) is internal to the other (101), for heating the fluid and conserving its temperature, and limited by an upper wall or cover (121), transparent, contributing to the greenhouse effect, combination with a reflective bottom wall (125), is divided by a transparent partition means to limit a closed central compartment (124) housing the receptacles, so that while retaining the same calorific power, the stagnation of air in said compartment minimizes heat loss during the night.

2. Fluid heating apparatus by solar energy according to claim 1, characterized in that the partition means comprises two parallel partitions (131, 132) interposed between the reflective bottom (125) and the transparent cover - (120) , on either side of the receptacles (101, 108).