FR2568990A1

FR2568990A1 - Improvement to solar apparatuses for heating liquids

Info

Publication number: FR2568990A1
Application number: FR8412725A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-08-13
Filing date: 1984-08-13
Publication date: 1986-02-14

Abstract

The invention relates to a device for heating liquids using solar energy. A flat solar collector 4 is associated with a tank 1 having a double cylindrical wall forming an exchanger 2 so that the axis 3 of the tank is inclined to the horizontal by an angle equal to the inclination of the collector, or close to this angle, and is substantially in the plane of the collector. Application to solar water heaters (boilers).

Description

L'une des applications les plus répandues de l'énergie solaire est le pré-chauffage de l'eau sanitaire. Les appareils correspondants peuvent être collectifs et fournir l'eau chaude à l'ensemble d'un immeuble ou être individuels et adaptés aux besoins d'une maison uni-familiale. One of the most widespread applications of solar energy is the pre-heating of domestic water. The corresponding devices can be collective and provide hot water to the entire building or be individual and adapted to the needs of a single family home.

Les installations collectives comprennent généralement un champs de capteurs plans, un échangeur, un réservoir purement solaire et un ballon avec appoint pour ajuster la température de l'eau avant sa distribution. Collective installations generally include a flat collector field, an exchanger, a purely solar tank and a storage tank to adjust the temperature of the water before its distribution.

Les installations individuelles sont généralement plus simples. Le chauffe-eau solaire concerné est composé essentiellement de I ou 2 capteurs solaires plans et d'un ballon, le plus souvent sans appoint. Ce dernier alimente directement, en été, l'installation d'eau chaude ou bien fournit l'eau pré-chaufffee solaire, soit à un réservoir électrique à accumulation, soit à un chauffe-eau instantané à gaz. Différentes dispositions sont possibles que l'on peut diviser en deux classes La première, celle des chauffeeau avec circulateur, la seconde, celle des chauffe-eau sans circulateur. Individual installations are generally simpler. The solar water heater concerned is essentially composed of I or 2 flat solar collectors and a tank, most often without backup. The latter directly supplies the hot water installation in summer or supplies the solar pre-heated water either to an electric storage tank or to an instantaneous gas water heater. Different arrangements are possible which can be divided into two classes The first, that of water heaters with circulator, the second, that of water heaters without circulator.

Dans les installations de la première classe, un circulateur électrique assure le transfert des calories du capteur vers le ballon. Dans celles de la seconde classe, ce transfert s'effectue par circulation naturelle du liquide qui tend à s'élever dans le circuit quand il est chaud et à descendre dans une autre partie du circuit quand il est froid. ta force motrice est fournie par la différence de poids de la colonne de liquide froid et de la colonne de liquide chaud, cette dernière étant plus légère du fait de l'expansion volumique du liquide provoquée par l'élévation de température. Ce dispositif est généralement qualifié de thermosiphon.In first class installations, an electric circulator ensures the transfer of calories from the sensor to the ball. In those of the second class, this transfer takes place by natural circulation of the liquid which tends to rise in the circuit when it is hot and to descend in another part of the circuit when it is cold. your driving force is provided by the difference in weight of the column of cold liquid and the column of hot liquid, the latter being lighter due to the volume expansion of the liquid caused by the rise in temperature. This device is generally called a thermosiphon.

Par ailleurs, on peut aussi distinguer deux catégories de chauffe-eau solaires individuels selon que l'eau de ville à réchauffer circule dans le capteur et dans le ballon, il n'y a alors qu'un seul circuit3 ou que l'installation comprend un échangeur et deux circuits : le circuit du capteur, constitué par le capteur et le primaire de l'échangeur, et, le circuit du ballon constitué par le ballon et par le secondalre de l'échangeur. In addition, we can also distinguish two categories of individual solar water heaters according to whether the city water to be heated circulates in the collector and in the tank, there is then only one circuit3 or that the installation includes an exchanger and two circuits: the sensor circuit, consisting of the sensor and the primary of the exchanger, and, the balloon circuit consisting of the balloon and the secondalre of the exchanger.

Le chauffe-eau individuel, comportant un échangeur, doit satisfaire à au moins 3 conditions pour un bon fonctionnement en circulation naturelle. The individual water heater, including an exchanger, must meet at least 3 conditions for proper operation in natural circulation.

Il est nécessaire que le ballon soit positionné à une hauteur plus grande que celle du capteur. La partie inférieure du ballon est généralement plus haute de 20 à 60 cm que la partie supérieure du capteur. I1 faut néanmoins que les pertes de charges du circuit soient faibles ce qui, d'une part, limite la longueur de la tuyauterie de liaison entre le ou les capteurs et, d'autre part, conditionne le diametre de la tuyauterie de liaison. Enfin, la superficie de l'échangeur doit être suffisante pour permettre le transfert de la puissance solaire recueillie avec un faible écart de température, entre le primaire et le secondaire de l'échangeur.The balloon must be positioned at a height greater than that of the sensor. The lower part of the balloon is generally 20 to 60 cm higher than the upper part of the sensor. It is nevertheless necessary for the pressure drops in the circuit to be low, which, on the one hand, limits the length of the connecting piping between the sensor (s) and, on the other hand, conditions the diameter of the connecting piping. Finally, the surface area of the exchanger must be sufficient to allow the transfer of the solar power collected with a small temperature difference, between the primary and the secondary of the exchanger.

Du point de vue des installations, deux conceptions se rencontrent. From the point of view of installations, two conceptions meet.

Ou, le capteur et le ballon se jouxtent, ou, ils sont à une certaine distance l'un de l'autre. Par exemple, le capteur est placé sur une toiture et le ballon au-dessous de la charpente de la maison. Quand ils se jouxtent, le chauffe-eau est dit : monobloc.Either the sensor and the balloon adjoin each other, or they are at a certain distance from each other. For example, the sensor is placed on a roof and the balloon below the frame of the house. When they are next to each other, the water heater is said: monobloc.

Les chauffe-eau monobloc peuvent être installés au sol, par exemple, dans un jardin ou sur une terrasse ; les tuyauteries d'alimentation en eau froide et de distribution de l'eau chaude sont alors exposées à la température extérieure, ce qui peut entrainer, en hiver, dans de nombreuses régions des risques de gel. Monobloc water heaters can be installed on the ground, for example, in a garden or on a terrace; the cold water supply and hot water distribution pipes are then exposed to the outside temperature, which can lead in winter to the risk of frost in many regions.

Le chauffe-eau monobloc est quelque fois installé en toiture ce qui entraine une mise en place difficile. De plus, sa fixation nécessite des crochets qui passent à travers la couverture, ce qui peut entrainer des difficultés d'étanchéité. Enfin, les tuyauteries d'arrivée d'eau froide et de départ d'eau chaude doivent traverser la toiture pour desservir la maison ou courir sur cette toiture et pénétrer à travers les murs, ce qui est particulierement inesthétique. The monobloc water heater is sometimes installed on the roof, which results in difficult installation. In addition, its fixing requires hooks which pass through the cover, which can cause sealing difficulties. Finally, the cold water inlet and hot water outlet pipes must pass through the roof to serve the house or run on this roof and penetrate through the walls, which is particularly unsightly.

Les chauffe-eau solaires conçus en éléments séparés, bien que comportant plus de souplesse à l'emploi, entrainant des inconvénients au niveau de l'installation qui est plus délicate, car les tuyauteries ne doivent pas présenter de point haut, de contrepente, ni de changement de direction. Solar water heaters designed in separate elements, although having more flexibility in use, causing drawbacks in terms of the installation which is more delicate, since the pipes must not have a high point, a slope, or change of direction.

La présente invention a trait à un chauffe-eau du type à double circuit avec échangeur, livré en deux blocs. Ce chauffe-eau a des caractéristiques qui lui conferent la plupart des qualités des appareils existants et permettent d'éliminer la majorité des inconvénients précédemment cités. L'un des blocs est constitué essentiellement d'un capteur solaire plan à faibles pertes de charge, avec absorbeur de type lame d'eau, ou de type tôle et tubes, les tubes étant placés dans le sens de la pente du capteur. L'autre partie du chauffe-eau est constituée essentiellement d'un ballon à double paroi cylindrique délimitant un espace de section annulaire constituant un échangeur de type manteau, dans lequel circule le liquide calovecteur.L'axe de ce ballon est parallèle à la ligne de plus grande pente du capteur, ou présente une inclinaison par rapport à l'horizontale, peu différente de celle du capteur. The present invention relates to a water heater of the double circuit type with exchanger, delivered in two blocks. This water heater has characteristics that give it most of the qualities of existing devices and eliminate the majority of the drawbacks mentioned above. One of the blocks consists essentially of a flat solar collector with low pressure drops, with a water blade type absorber, or of sheet metal and tubes type, the tubes being placed in the direction of the collector's slope. The other part of the water heater consists essentially of a cylindrical double-walled tank delimiting a space of annular section constituting a mantle-type exchanger, in which the heat-exchange liquid circulates. The axis of this tank is parallel to the line greater slope of the sensor, or has an inclination relative to the horizontal, little different from that of the sensor.

Ces deux parties sont assemblées sur place de manière à reconstituer un ensemble compact, la partie capteur étant placée au-dessous de la partie ballon. La jonction, entre ces deux parties, est à la fois mécanique, pour assurer une liaison rigide entre elles, et hydrauliques, pour assurer la continuité du circuit capteur-échangeur. These two parts are assembled on site so as to reconstitute a compact assembly, the sensor part being placed below the balloon part. The junction between these two parts is both mechanical, to ensure a rigid connection between them, and hydraulic, to ensure the continuity of the sensor-exchanger circuit.

Les raccordements hydrauliques entre l'absorbeur et l'échangeur ont ceci de particulier que les 2 tubulures de llabsorbeur sont reliées chacune à un orifice de l'échangeur situé, tous les deux, sur la génératrice la plus basse de l'échangeur ou dans une région voisine. La tubulure haute de l'absorbeur, qui correspond à la sortie chaude du liquide calovecteur, est reliée au plus lointain et au plus haut des deux orifices de l'échangeur. The hydraulic connections between the absorber and the exchanger have the particularity that the 2 pipes of the absorber are each connected to an orifice of the exchanger, both located on the lowest generator of the exchanger or in a neighboring region. The upper tubing of the absorber, which corresponds to the hot outlet of the heat-transfer liquid, is connected to the farthest and the highest of the two orifices of the exchanger.

La tubulure basse de llabsorbeur, qui correspond à l'entrée du liquide calovecteur à réchauffer, est reliée à l'orifice le plus proche et le plus bas des deux orifices de l'échangeur.The lower absorber tubing, which corresponds to the inlet of the heat-transfer liquid to be heated, is connected to the nearest and lowest orifice of the two orifices of the exchanger.

Cet ensemble peut-être utilisé de deux façons, ou il est placé sur supports, à fixer au sol ou sur terrasse, ou il peut-etre incorporé en toiture, auquel cas, il est fixe directement sur la charpente de la maison. This set can be used in two ways, or it is placed on supports, to be fixed to the ground or on the terrace, or it can be incorporated into the roof, in which case, it is fixed directly to the frame of the house.

La figure 1 represente en perspective, le dispositif selon l'invention et, les figures 2, 3, 4 et 5 les différents positionnements des parties du ballon. La figure 6 représente une perspective des deux parties du chauffeeau. La figure 7 représente une vue de l'appareil1 protection enlevée. La figure 8 représente le ballon et son échangeur, dans le cas d'une variante d'utilisation du dispositif. Figure 1 shows in perspective, the device according to the invention and, Figures 2, 3, 4 and 5 the different positions of the parts of the ball. Figure 6 shows a perspective of the two parts of the heater. Figure 7 shows a view of the protective device removed. FIG. 8 represents the tank and its exchanger, in the case of a variant use of the device.

Le dispositif représenté figure 1 comporte un ballon cylindrique (1) entouré de son échangeur manteau (2), disposé de manière telle, que son axe (3) se trouve sensiblement dans la prolongation du plan de l'absorbeur (4) et selon la ligne de plus grand pente de celui-ci. Cette disposition est differente de celle habituelle , en effet, pour les chauffe-eau livrés en éléments séparés, l'axe du ballon est le plus souvent vertical et, pour les chauffe-eau monobloc, l'axe du ballon est le plus souvent horizontal. The device shown in Figure 1 comprises a cylindrical balloon (1) surrounded by its mantle exchanger (2), arranged in such a way that its axis (3) is substantially in the extension of the plane of the absorber (4) and according to the line of greatest slope of it. This arrangement is different from the usual one, in fact, for water heaters delivered in separate elements, the axis of the balloon is most often vertical and, for monobloc water heaters, the axis of the balloon is most often horizontal .

Il est surprenant que la disposition oblique de cet axe apporte des avantages dans le fonctionnement de l'appareil. Le premier avantage est d'ordre thermique. Cette disposition améliore les conditions d'échanges calorifiques entre le liquide du circuit primaire et le liquide à réchauffer contenu dans le ballon. Les coefficients d'échange réels dépendent en effet, non seulement de la valeur de la superficie de l'échangeur, mais encore de la bonne irrigation de toute les zones de ce dernier. Il arrive parfois que des courants préférentiels s'établissent et n'irriguent qu'une partie de la superficie, laissant certaines zones sans circulation. Ce court-circuit hydraulique, quand il a lieu, diminue considérablement la valeur du coef fi- cient d'échange thermique.La position oblique revendiquée permet d'induire dans le manteau, une circulation du fluide avouable à une bonne irrigation de la totalité de la surface d'échange. En effet) I'introduction du liquide calovecteur chaud qui sort de l'absorbeur du capteur par la tubulure (5) se fait par l'orifice (6) de l'échangeur situé à l'extremite haute de la génd- ratrice inférieure du ballon cylindrique ou, tout au moins, dans la région inférieure de sa surface cylindrique situé à proximité du fond supérieur du ballon.Des son entree dans l'échangeur, le calovecteur chaud rencontre une région plus froide que lui et, de ce fait, tend à s'élever vers la région supérieure de l'échangeur par les deux cotés du manteau cylitldrique. Le mou- vement général du liquide dirige celui-ci vers les zones inférieures de la paroi cylindrique, de l'échangeur qui se trouvent léchées par la fluide dans le mouvement de descente qu'il amorce dans l'échangeur de part et d'autre du ballon. ta répartition dans toute cette région de 11 échangeur est autoéquilibrée par le fait que le fluide, qui cede une partie de sa chaleur, effectue un mouvement descelldant. En effet Si Un filet de fluide avait tendance à descendre plus vite que ses voisIns, il cederait moins de chaleur et, restant plus chaud, il serait plus léger que les filets voisins et par suite, il serait moins sollicité qu'eux dans son mouvement de descente, ce qui rétablirait aussitôt l'équilibre de vitesse entre les différents filets.It is surprising that the oblique arrangement of this axis brings advantages in the operation of the device. The first advantage is thermal. This arrangement improves the heat exchange conditions between the liquid in the primary circuit and the liquid to be heated contained in the tank. The actual exchange coefficients depend, in fact, not only on the value of the area of the exchanger, but also on the good irrigation of all the areas of the latter. Sometimes preferential currents are established and irrigate only part of the area, leaving certain areas without traffic. This hydraulic short-circuit, when it occurs, considerably decreases the value of the heat exchange coefficient. The oblique position claimed makes it possible to induce, in the mantle, a circulation of the fluid which can be admitted to good irrigation of the entire the exchange surface. Indeed) the introduction of the hot heat-transfer liquid which leaves the absorber of the sensor by the tube (5) is done by the orifice (6) of the exchanger located at the upper end of the lower generator of the cylindrical balloon or, at least, in the lower region of its cylindrical surface located near the upper bottom of the balloon. As it enters the exchanger, the hot heat sink meets a region colder than it and, therefore, tends to rise towards the upper region of the exchanger by the two sides of the cylindrical mantle. The general movement of the liquid directs it towards the lower zones of the cylindrical wall of the exchanger which are licked by the fluid in the downward movement which it initiates in the exchanger on both sides of the ball. your distribution throughout this region of the exchanger is self-balanced by the fact that the fluid, which gives up part of its heat, performs a descending movement. Indeed, if a thread of fluid tended to descend faster than its neighbors, it would give up less heat and, remaining warmer, it would be lighter than the neighboring threads and consequently, it would be less stressed than them in its movement. descent, which would immediately restore the speed balance between the different nets.

A l'inverse, si un filet avait tendance à descendre moins vite, il se refroidirait davantage au contact de la paroi du ballon, ce qui augmenterait sa masse volumique et entrainerait une augmentation de sa vitesse de desente. te liquide calovecteur ressort de l'échangeur par l'orifice (7) situé, comme l'orifice (6) sur la génératrice inférieure de l'échangeur ou, tout au moins, dans la région inferieure de la surface cylindrique de cet échangeur mais vers le fond le plus bas du ballon et retourne e l'absorbeur dans lequel il rentre par la plus basse des deux tubulures (8).Conversely, if a net tended to descend more slowly, it would cool more in contact with the wall of the balloon, which would increase its density and lead to an increase in its speed of descent. te coolant liquid leaves the exchanger through the orifice (7) located, like the orifice (6) on the lower generator of the exchanger or, at least, in the lower region of the cylindrical surface of this exchanger but towards the lowest bottom of the balloon and returns to the absorber into which it enters through the lower of the two tubes (8).

T,es figures 2 et 3 montrent la disposition de base dans laquelle l'axe du ballon est parallèle au plan de l'absorbeur. ta distance de l'axe du ballon au plan médian de l'absorbeur est déterminée de façon à ce que la tuyauterie de branchement entre la sortie de l'échangeur et l'entrée dans le capteur conserve une legere pente, compte-tenu de l'angle d'inclinaison des cadres du chauffe-eau. On peut aussi, pour déterminer cette distance, prendre en considération la posltion relative des bois de la charpente dans le cas de pose du chauffe-eau en toiture, afin que le ballon puisse s'insé- rer parallélement entre deux chevrons. T, es Figures 2 and 3 show the basic arrangement in which the axis of the ball is parallel to the plane of the absorber. your distance from the axis of the balloon to the median plane of the absorber is determined so that the connection piping between the outlet of the exchanger and the inlet to the collector retains a slight slope, taking into account the angle of inclination of the water heater frames. One can also, to determine this distance, take into consideration the relative position of the timber of the frame in the case of installing the water heater on the roof, so that the ball can be inserted parallel between two rafters.

Le capteur et l'axe du ballon doivent être inclinés sur l'horizontale d'un angle compris entre 25e et 350 pour des latitudes inférieures à 30/350 et d'un angle de 350 à 65 pour des latitudes supérieures à 30/350. Le choix, à l'intérieur de ces fourchettes, dépend des conditions d'utilisation du chauffe-eau et de ses conditions d'installation. Si l'appareil est utilisé plutôt en été, l'inclinaison sera avantageusement inférieure à la valeur de la latitude du lieu. Si l'appareil est installé en toiture, le capteur aura la même pente qu'elle. The sensor and the axis of the balloon must be inclined to the horizontal by an angle between 25e and 350 for latitudes lower than 30/350 and by an angle from 350 to 65 for latitudes higher than 30/350. The choice, within these ranges, depends on the conditions of use of the water heater and its installation conditions. If the device is used more in summer, the inclination will advantageously be less than the latitude value of the place. If the device is installed on the roof, the sensor will have the same slope as it.

Toutefois, l'inclinaison de l'axe du ballon pourra être légèrement différente de celle du capteur, ainsi que l'illustre les figures 4 et 5, de façon à ce que sa valeur reste comprise entre un minimum de 25 et un maximum de 650, ou bien de façon à éviter un point bas dans les tuyauteries reliant les tubulures du capteur aux orifices de l'échangeur ou encore pour des raisons d'ordre esthétique, notamment, dans le cas d'appareils incor pores en toiture. However, the inclination of the axis of the balloon may be slightly different from that of the sensor, as illustrated in Figures 4 and 5, so that its value remains between a minimum of 25 and a maximum of 650 , or else so as to avoid a low point in the pipes connecting the collector tubes to the orifices of the exchanger or also for aesthetic reasons, in particular, in the case of devices incorporated in the roof.

Le raccordement hydraulique, entre les deux blocs, peut se faire avantageusement par des manchons (13) du type à bague téflon, comme indiqué sur la figure 7. Ces raccordements sont positionnés au droit de la jonction entre les deux cadres dont les petits cotés (14), face à face, se trouvent en retrait de l'extrémité (15) des grands cotés. Cette disposition ménage, entre les deux cadres, un espace pour loger les raccordements hydrauliques entre blocs et branchements d'entrée de l'eau de ville (16) et de sortie de l'eau chaude sanitaire (17).Cette disposition évite d'avoir à intervenir à l'intérieur du bloc capteur ou du bloc ballon et, dans le cas d'utilisation en toiture, évite les problemes de passage à travers de la couverture des tuyauteries de branchement du chauffe-eau. The hydraulic connection, between the two blocks, can advantageously be made by sleeves (13) of the teflon ring type, as indicated in FIG. 7. These connections are positioned at the junction between the two frames, the short sides of which ( 14), face to face, are set back from the end (15) of the long sides. This arrangement provides a space between the two frames for housing the hydraulic connections between blocks and connections for city water inlet (16) and domestic hot water outlet (17). having to intervene inside the sensor block or the balloon block and, in the case of use on the roof, avoids problems of passage through the cover of the piping connecting the water heater.

Le ballon est isolé avec des matériaux isolants, traditionnels, par exemple, une couche de 25 mm de mousse de polyuréthane projetée (18) et une couche de 10 em de laine de verre (19). La protection aux intempéries est un double capot (20 et 21) de forme approproée realisé en métal, tel que aluminium laqué, ou zinc pré-patiné supporté par wn platelage en bois, ou acier thermolaquég ou bien encore en matière plastique, tel que le stratifié de polyester. Une forme prismatique de section triangulaire du capot supérieur (20) est particulierement intéressante car sa réalisation en métal est facile et, dans le cas d'incorporation du chauffe-eau en toiture, évoque des appendices de toiture traditionnelle de certaines régions, servant d'aération ou de prise de jour pour les combles. Ce rappel d'élément architectural permet une meilleure intégration esthétique en toiture que celle des chauffe-eau monobloc dont le ballon est placé axe horizontal. De plus, la saillie qui correspond au logement du ballon est plus faible avec la solution d'axe incliné du ballon puisque le ballon peut-etre au moins partiellement inséré entre les chevrons de la charpente, alors que la solution du ballon avec axe horizontal, impose une surélévation importante de ce ballon par rapport à la couverture.Le capot inférieur (21) peut avoir une forme similaire lui permettant, éventuellement, de s 'insérer plus facilement entre deux chevrons. The balloon is insulated with traditional insulating materials, for example, a 25 mm layer of sprayed polyurethane foam (18) and a 10 em layer of glass wool (19). Weather protection is a double cover (20 and 21) of suitable shape made of metal, such as lacquered aluminum, or pre-patinated zinc supported by wooden decking, or powder-coated steel or even plastic, such as polyester laminate. A prismatic shape of triangular section of the upper cover (20) is particularly interesting because its metal construction is easy and, in the case of incorporation of the water heater on the roof, evokes appendages of traditional roofing of certain regions, serving as ventilation or daylight for roof spaces. This reminder of an architectural element allows better aesthetic integration in the roof than that of monobloc water heaters whose tank is placed horizontal axis. In addition, the projection which corresponds to the housing of the balloon is weaker with the solution of inclined axis of the balloon since the balloon can be at least partially inserted between the rafters of the frame, while the solution of the balloon with horizontal axis, imposes a significant elevation of this balloon relative to the cover. The lower cover (21) can have a similar shape allowing it, possibly, to be inserted more easily between two rafters.

Dans le cas d'utilisation au sol ou sur terrasse, les supports peuvent se réduire à deux petits pieds avant, fixés à l'extrémité inférieure des grands côtés du cadre et àun piétement arrière, avec double contreventement fixé, par exemple, sur les berceaux du chassis qui maintient le ballon dans son cadre. In the case of use on the ground or on a terrace, the supports can be reduced to two small front feet, fixed at the lower end of the long sides of the frame and to a rear base, with double bracing fixed, for example, on the cradles of the chassis which keeps the balloon in its frame.

Dans le cas d'insertion du chauffe-eau en toiture, le cadre du capteur et le cadre du ballon se fixent directement sur la charpente, chevrons ou voligeage. La forme de la section des cadres facilite la pose des pieces de raccordement d'étanchéité à la couverture de l'ensemble du chauffe-eau. If the water heater is installed on the roof, the sensor frame and the balloon frame are fixed directly to the frame, rafters or battens. The shape of the section of the frames facilitates the fitting of the sealing connection pieces to the cover of the entire water heater.

Une caractéristique inattendue du dispositif proposé est que le fonc tionnement du chauffe-eau restebon, même si l'appareil n'est pas purgé de gaz par le purgeur (25) et qu'une poche de gaz (22) demeure en partie haute de l'échangeur. En effet, la continuité à la présence du liquide dans le circuit capteur-échangeur , reste assurée jusqu'à ce que la pochè de gaz atteigne l'orifice (6) d'arrivée du liquide calovecteur en provenant du capteur.Compte-tenu de l'endroit où est placé cet orifice, la poche de gaz peut atteindre environ le cinquième de la capacité de l'échangeur, sans que le fonctionnement du chauffe-eau slit empêché. La diminution de la superfiche utile de ltechangeur ne réduit pas très sensiblement l'efficacité de celui-ci du fait de son dimensionnement très large ; l'échangeur, de type manteau; présente en effet, une grande superficie en égard au volume du ballon, par exemple, 1,50 m2 pour un ballon de 150 litres. An unexpected feature of the proposed device is that the operation of the water heater remains good, even if the appliance is not purged of gas by the trap (25) and a gas pocket (22) remains at the top of the exchanger. Indeed, continuity with the presence of the liquid in the sensor-exchanger circuit remains assured until the gas pocket reaches the orifice (6) for the arrival of the heat-transfer liquid coming from the sensor. the place where this orifice is placed, the gas pocket can reach approximately one fifth of the capacity of the exchanger, without the operation of the water heater being prevented. The reduction in the useful surface area of the exchanger does not very significantly reduce the efficiency of the latter because of its very large dimensioning; the mantle type exchanger; has in fact a large surface area with regard to the volume of the balloon, for example 1.50 m2 for a 150 liter balloon.

Dans ces conditions, il est particulierement intéressant de mettre à profit cette caractéristique en créant volontairement une poche de gaz qui servira de vase d'expansion. Pour ce faire, lors de la mise en service du chauffe-eau, on remplira d'abord complètement de liquide calovecteur, le circuit capteur-échangeur par le piquage (23) muni d'un robinet d'arrêt (24) à l'aide d'une pompe à main ou d'un bidon en charge ; l'arrivée de liquide au purgeur (25) témoignant du complet remplissage. Puis, on fera écouler la quantité de liquide correspondant au volume maximal d'expansion prévisible correspondant à la stagnation du chauffe-eau.Pour le cas, où une erreur de prévision ou de manipulation aurait fait que le volume de la poche de gaz soit trop faible pour jouer le rôle de vase d'expansion, on erreur de prévision ou de manipulation aurait fait que le volume de la pcohe de gaz soit trop faible pour jouer le roule de vase d'expansion, on installe sur le circuit capteur-échangeur une soupape de sécurité (26) tarée à une pression asse faible, 1 à 3 bars par exemple ; automatiquement, en cas de première stagnation du chanffe-eau, la quantité de liquide en surplus s'écoulera par cette soupape. Under these conditions, it is particularly interesting to take advantage of this characteristic by voluntarily creating a gas pocket which will serve as an expansion vessel. To do this, when putting the water heater into service, first fill completely with heat-transfer liquid, the sensor-exchanger circuit by the tap (23) fitted with a stop valve (24) at the using a hand pump or a loaded container; the arrival of liquid in the trap (25) indicating complete filling. Then, the amount of liquid corresponding to the maximum foreseeable expansion volume corresponding to the stagnation of the water heater will be drained. In the case where a forecast or manipulation error would have caused the volume of the gas pocket to be too weak to play the role of expansion tank, a forecast or manipulation error would have caused the volume of the gas tank to be too low to play the roll of expansion tank, a sensor-exchanger circuit is installed on safety valve (26) calibrated at a low enough pressure, 1 to 3 bars for example; automatically, in the event of the first stagnation of the water changer, the quantity of excess liquid will flow through this valve.

Le dispositif, selon l'invention, est particulièrement destiné à la préparation de l'eau sanitaire domestique en utilisant, comme source éner- gétique, l'énergie solaire. Il est destiné, également, à l'échauffement de tout liquide, soit en circuit ouvert soit en circuit bouclé fermé
Le dispositif décrit fonctionne avec un capteur solaire plan, mais l'utilisation de tout autre type de capteur solaire à liquide, entre dans le cadre de l'inventions par exemple, des capteurs à renforcement et à concentration de l'énergie solaire. The device according to the invention is particularly intended for the preparation of domestic sanitary water by using solar energy as an energy source. It is also intended for the heating of any liquid, either in open circuit or in closed loop circuit
The device described works with a flat solar collector, but the use of any other type of liquid solar collector, falls within the scope of the invention, for example, reinforcing and concentrating solar energy collectors.

Claims

1) Device for heating liquid from solar energy, characterized in that it comprises a flat solar collector (9) and a cylindrical cylinder (1) with double wall forming exchanger, the axis (3) of which is inclined by relative to the horizontal by an angle substantially equal to the inclination of the sensor and situated above the latter.

2) Device according to claim 1 characterized in that the sensor (9) and the tank (1) each constitute a block, the two blocks being assembled on site and forming, after assembly, 3n compact water heater. One contains the absorber and constitutes the solar collector, the other contains the tank with its exchanger. Each block is delimited by a rectangular or square frame (10 and 11) which forms the general framework of the water heater.

3) Device according to claim 1 or according to claim 2 characterized in that l1orifice (6) of the exchanger (2) allowing the entry of hot liquid from the tubing (5) of the absorber (4) of the sensor (9) is located in the upper part of the lower generators of the cylindrical part of the exchanger and the orifice (7) of the exchanger (2) allowing the return of the heat-transfer liquid to the absorber (4) of the sensor (9) is located in the lower part of the lower generators of the cylindrical part of the exchanger (2).

43 Device according to claim 2 characterized in that the frames of the two blocks constituting the water heater form, at their junction a housing which allows the hydraulic connections (13) between the two blocks without intervention, nor inside the sensor block, nor inside the balloon block. This housing is obtained by extending the long sides of the frames if they are rectangular or the sides located in the direction of the slope, if the frames are square. This housing can also house the connections for cold water inlet to the tank and hot water outlet as well as the safety valve and any expansion tank.

5) Device according to claim 2 characterized in that the mechanical junction of the two frames is done using 11 dediisses (12) moved on the sides of the frames put end to bc-ut

6) Device according to claim 2 characterized in that the block which corresponds to the ball is protected from bad weather by a cover (20) forming advantageously prismatic niche.

7) Device according to claim 1 or claim 2 characterized in that the upper part of the exchanger (2) is not filled with liquid, but contains a gas pocket which acts as an expansion tank.