FR2577024A1

FR2577024A1 - Solar panel

Info

Publication number: FR2577024A1
Application number: FR8501867A
Authority: FR
Original assignee: ANDELFINGER JEAN
Current assignee: ANDELFINGER JEAN
Priority date: 1985-02-07
Filing date: 1985-02-07
Publication date: 1986-08-08
Also published as: FR2577024B1

Abstract

Device for accelerating heat exchange between ambient air inside a solar panel and the heat transfer liquid which circulates therein. The solar panel, the subject of the invention, consists, on the one hand, of a sealed case covered with glazing (not shown) and, on the other hand, a copper absorber 1 in which two air-water exchangers 2 are housed. The ambient air inside the panel is pulsed in closed circuit by a fan 3 along the corridors formed by baffles 4 arranged on the exposed face of the absorber and successively passes through the two exchangers before being sucked back again by the fan. By way of this process, the air heats a heat transfer liquid which flows in the exchangers connected in series.

Description

La présente invention concerne un panneau collecteur thermique permettant l'exploitation optimale de la chaleur solaire à des fins industrielles ou domestiques, notamment le chauffage d'appart- ements ou de maisons d'habitation. The present invention relates to a thermal collector panel allowing optimal exploitation of solar heat for industrial or domestic purposes, in particular the heating of apartments or residential houses.

Les panneaux existant actuellement sont constitués d'un vitrage formé par une ou plusieurs lames de verre, d'un caisson et d'un absorbeur en métal conducteur intégrant un réseau de canalisations dans lequel circule un liquide caloporteur. Ce liquide récupère par conduetion la chaleur emmagasinée dans l'absorbeur. The panels currently existing consist of glazing formed by one or more glass slides, a box and an absorber of conductive metal integrating a network of pipes in which a heat transfer liquid circulates. This liquid recovers by conduction the heat stored in the absorber.

L'inconvénient majeur de tels panneaux réside dans le fait qu'une partie non négligeable de la chaleur reste inutilisée. En effet, les interstices entre les passages d'eau atteignent rapi dement une température plus élevée que l'air ambiante La chaleur non retenue s'y dégage et s 'évacue soit à travers le vitrage, soit à travers le caisson. Ce phénomène se produit quelle que solt la qualité de l'isolation thermique du panneaux
le panneau, objet de l'invention, permet d'éviter cet inconvénient, en provoquant la circulation par ventilation de l'air ambiant ou d'un gaz quelconque, en circuit fermé, à l'intérieur du panneau.The major drawback of such panels lies in the fact that a non-negligible part of the heat remains unused. Indeed, the interstices between the water passages quickly reach a temperature higher than the ambient air. The heat not retained is released there and is evacuated either through the glazing, or through the box. This phenomenon occurs regardless of the quality of the thermal insulation of the panels.
the panel, object of the invention, makes it possible to avoid this drawback, by causing the circulation by ventilation of the ambient air or any gas, in closed circuit, inside the panel.

Selon une variante, l'air ventile l'une des faces d'un absorbeur. Selon une seconde variante, l'air traverse un absorbeur. According to a variant, the air ventilates one of the faces of an absorber. According to a second variant, the air passes through an absorber.

Selon une troisieme variante plus élaborée, un ou plusieurs échan geurs air-eau sont intégrés dans un absorbeur et l'air ventile les deux faces de l'absorbeur et traverse les échangeurs.According to a third, more elaborate variant, one or more air-water exchangers are integrated in an absorber and the air ventilates the two faces of the absorber and passes through the exchangers.

Cette dernière variante, particulibrement avantageuse va être décrite de façon détaillée. This latter variant, which is particularly advantageous, will be described in detail.

Les caractéristiques et détails sont visualisés gracie aux dessins annexés. The characteristics and details are visualized thanks to the attached drawings.

La figure 1 représente le caisson du panneau ainsi que le fond. Figure 1 shows the panel box and the bottom.

La figure 2 montre l'aborbeur, dans lequel sont logés les changeurs et le ventilateur. Figure 2 shows the workman, in which the changers and the fan are housed.

Le détail de la fixation dlun échange-ur fait l'objet de la figure 3
La figure 4 fait apparattre le détail du montage des chicanes. The detail of the fixing of an exchange-ur is the subject of figure 3
Figure 4 shows the detail of the assembly of the baffles.

La figure 5 schématise le flux de circulation de l'air autour de l'absorbeur. FIG. 5 diagrams the flow of air circulation around the absorber.

La figure 6 représente la circulation de l'eau (liquide caloporteur). Figure 6 shows the circulation of water (heat transfer liquid).

Le caisson (1) en tôle est assemblé par rivets (6) à l'aide de cornières longitudinales et latérales (2) et comporte 12 supports intérieurs (3) et une nervure médiane (4). Les supports et la nervure sont fixés à 4 cm du bord supérieur du caisson, par système vis-écrou. Des entretoises isolantes (7) évitent les ponts thermiques. Un perçage de 2 trous (5) dans le caisson et la nervure sont prévus pour le passage de la tuyauterie d'eau. Un orifice supplémentaire (8) permet le passage des fils électrlques connectés au ventilateur et aux sondes thermostatiques. La hauteur totale du caisson est fonction des types d'échangeurs choisis.Cependant, la hauteur à prévoir entre le fond du caisson et le bord inférieur des dchangeurs, en vue d'assurer une circulation convenable de l'air sera également de 4 cm environ. Le fond (9) est constitué d'une ttle elle-même fixée sur les cornières du caisson et sur la nervure médiane par vis à tôle (10). The sheet metal box (1) is assembled by rivets (6) using longitudinal and lateral angles (2) and has 12 internal supports (3) and a middle rib (4). The supports and the rib are fixed at 4 cm from the upper edge of the box, by screw-nut system. Insulating spacers (7) avoid thermal bridges. A hole for 2 holes (5) in the box and the rib are provided for the passage of the water piping. An additional orifice (8) allows the passage of electrical wires connected to the fan and to the thermostatic probes. The total height of the box depends on the types of exchangers chosen; however, the height to be provided between the bottom of the box and the bottom edge of the exchangers, in order to ensure proper air circulation, will also be approximately 4 cm . The bottom (9) consists of a rod itself fixed on the angles of the box and on the middle rib by sheet metal screws (10).

L'absorbeur (11) représenté en figure 2 est constitué par une plaque de euivre de deux mètres de longueur et un mètre de largeur. The absorber (11) shown in Figure 2 consists of a copper plate two meters in length and one meter in width.

Son épaisseur est de 3 mm. La surface est recouverte de peinture noire mate. Sur une largeur de 4 cm, les bords (12) de la plaque sont relevés à 45 . le ventilateur (13) et les échangeurs, du type radiateur d'automobile (14), sont loués dans des découpes dont les dimensions sont fonction des cotes des appareils choisis. Ira sur face exposée de l'absorbeur est parcourue de chicanes en tble (15) fixées sur l'absorbeur par vis à tôle (19). Le détail de montage des chicanes est montré en figure 4. Ces chicanes forment deux couloirs distincts tels que représenté en fig. 2, d'une largeur de 25 cm. L'un d'eux longe trois côtés de l'absorbeur, depuis le ventilateur (13) pour aboutir au premier changeur.L'autre comporte une ourle centrale de forme indifférente et d'une surface d'environ 100 cm2, ménagée dans l'absorbeur > (16) et aboutit au second échangeur. Les chicanes (15) sont surmontées d'une membrane en caoutchouc (17), elle-mEme en contact avec le vitrage (18). Its thickness is 3 mm. The surface is covered with matt black paint. Over a width of 4 cm, the edges (12) of the plate are raised to 45. the fan (13) and the exchangers, of the automobile radiator type (14), are rented in cutouts the dimensions of which depend on the dimensions of the devices chosen. Ira on exposed face of the absorber is traversed by baffles in tble (15) fixed on the absorber by sheet metal screws (19). The mounting detail of the baffles is shown in FIG. 4. These baffles form two separate corridors as shown in FIG. 2, 25 cm wide. One of them runs along three sides of the absorber, from the fan (13) to reach the first changer. The other has a central hem of indifferent shape and an area of about 100 cm2, arranged in the 'absorber> (16) and leads to the second exchanger. The baffles (15) are surmounted by a rubber membrane (17), itself in contact with the glazing (18).

Une sonde thermostatique située près de l'ouTe centrale et non représentée sur les dessins est maintenue en contact avec l'ab- sorbeur et reliée au thermostat extérieur commandant la mise en marche du ventilateur.A thermostatic probe located near the central outlet and not shown in the drawings is kept in contact with the absorber and connected to the external thermostat controlling the start-up of the fan.

les échangeurs, solidaires de l'absorbeur, reposent chaeun sur deux cornières transversales (20), supportées elles-mêmes par tiges filetées et écrous (22). the exchangers, integral with the absorber, rest each on two transverse angles (20), themselves supported by threaded rods and nuts (22).

Le ventilateur (13) - d'un type usuel- est monté sur l'absorbeur par vis à tole au moyen de 3 pattes en début du premier couloir formé par les chicanes. The fan (13) - of a usual type - is mounted on the absorber by sheet metal screw by means of 3 tabs at the start of the first corridor formed by the baffles.

L'ensemble absorbeur-échangeurs-ventilateur est fixé sur les supports (3) et la nervure médiane (4) par vis, rondelles, écrous et contre-écrous, sans serrage, afin de laisser un jeu fonctionnel suffisant pour prévenir les déformations consécutives aux dilatations et contractions. The absorber-exchanger-fan assembly is fixed to the supports (3) and the middle rib (4) by screws, washers, nuts and locknuts, without tightening, in order to leave sufficient functional clearance to prevent deformation due to dilations and contractions.

le caisson est surmonte d'un double-vitrage standard (18) de 15 mm, encadré par une parclose (23) fixée sur la cornière (2). the box is surmounted by a standard double glazing (18) of 15 mm, framed by a glazing bead (23) fixed on the angle (2).

L'étanchéité entre la parclose et la-corniere (2) est assurée par un joint de silicone (24). The seal between the glazing bead and the angle (2) is ensured by a silicone seal (24).

D'une façon générale, l'étanchéité entre tous les composants du panneau est assurée par des joints de silieone. Generally, the sealing between all the components of the panel is ensured by silieone joints.

Outre le double vitrage, lwisolation du caisson est soignée les bords relevés de l'absorbeur sont isolés du caisson par injec- tion de mousse de polyurétane. L'intérieur du caisson est également tapissé d'une épaisseur de 4 cm de polyurétane recouvert d'une feuille d'aluminium. In addition to the double glazing, the insulation of the box is neat, the raised edges of the absorber are isolated from the box by injection of polyurethane foam. The interior of the box is also lined with a thickness of 4 cm of polyurethane covered with aluminum foil.

lorsque le ventilateur (13) fonctionne, l'air est pulse le long du premier couloir ainsi qu'il est montré en figure 5. l'air traverse ensuite l'échangeur situé à l'opposé du ventilateur, puis retourne vers la face exposée du panneau par l'ourle centrale (16) et emprunte ainsi le couloir central, avant de traverser le second échangeur. l'air est à nouveau aspiré par le ventilateur pour s 'engager une fois de plus dans le premier couloir. when the fan (13) is running, the air is pulsed along the first corridor as shown in figure 5. the air then crosses the exchanger located opposite the fan, then returns to the exposed face of the panel by the central hem (16) and thus borrows the central corridor, before crossing the second exchanger. the air is again sucked in by the fan to engage once again in the first corridor.

Le circuit C liquide caloporteur est représenté en figure 6
L'acheminement se fait par un tube de 16 mm (25) vers l'échangeur situé à l'opposé du ventilateur. Les deux échangeurs sont reliés en série par un tube de même diamètre que le précédent (26). Ces tuyaux traversent la nervure médiane et le caisson aux trous désignés en (5).The heat transfer liquid circuit C is shown in Figure 6
The routing is done by a 16 mm tube (25) towards the exchanger located opposite the fan. The two exchangers are connected in series by a tube of the same diameter as the previous one (26). These pipes pass through the middle rib and the box at the holes designated in (5).

Une sonde thermostatique immergée est montée à la sortie du second échangeur (27). Le thermostat extérieur auquel elle est reliée commande le fonctionnement de la pompe de circulation (28). A submerged thermostatic probe is mounted at the outlet of the second exchanger (27). The external thermostat to which it is connected controls the operation of the circulation pump (28).

le cycle de fonctionnement du panneau est le suivant lorsque la température de l'air ambiant atteint la température Ti, la première sonde thermostatique en contact avec l'absorbeur située près de l'outre (16) provoque la rotation du ventilateur. the panel operating cycle is as follows when the ambient air temperature reaches the temperature Ti, the first thermostatic probe in contact with the absorber located near the addition (16) causes the rotation of the fan.

le liquide caloporteur subit alors une élévation de la température et atteint la température ?2. La deuxième sonde thermostatique (27) plongée dans le liquide provoque alors le fonctionnement de la pompe de circulation. Le ventilateur et la pompe cessent de fonctionner lorsque les températures chutent en-decà de TI et ?2 respectivement. Le cycle se renouvelle lorsque les temvératures respectives T1 et ?2 sont à nouveau atteintes. the heat transfer liquid then undergoes a rise in temperature and reaches the temperature? 2. The second thermostatic probe (27) immersed in the liquid then causes the circulation pump to operate. The fan and pump stop working when temperatures drop below TI and? 2 respectively. The cycle is repeated when the respective temperatures T1 and? 2 are again reached.

Claims

1. A method of heat exchange between air or any gas and

a heat transfer liquid applied to collec solar panels

sealed thermal heaters, characterized in that the air or the

ambient gas is pulsed in a closed circuit.

2. Device according to claim 1, characterized in that the air

or the pulsed gas is conveyed on one of the faces of an absorber (11).

3. Device according to claim 1, characterized in that the air

or the pulsed gas is conveyed through an absorber.

4. Device according to claim 1, characterized in that the air

or the pulsed gas is conveyed through nn or more exchanges

high-efficiency air-to-water gliders (14).

5. Device according to claim 1, characterized in that the air

or the pulsed gas is conveyed both along one or

the other side of an absorber (11), or along both sides

and through one or more high-performance air-water exchangers

ment (14).

6. Device according to any one of the preceding claims.

tes characterized in that the exchanger (s) (14) are integrated

rigged in an absorber (11).

7. Device according to claims 4, 5 and 6, characterized in

what the high efficiency exchanger consists of nn ra

diator of the type used for cooling motors to

explosion,