FR2710970A1 - Heating device using solar heat - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulure de transfert de chaleur, et plus particulièrement un dispositif de chauffage à chaleur solaire comportant un système de tubulures chargé par un fluide caloporteur et raccordant un dispositif d'absorption de chaleur à un réservoir d'eau chaude du dispositif de chauffage à chaleur solaire. The present invention relates generally to a solar heat heating device of the heat transfer pipe type, and more particularly to a solar heat heating device comprising a pipe system charged by a heat transfer fluid and connecting a device heat absorption to a hot water tank of the solar heat heater.
Habituellement, un dispositif de chauffage à chaleur solaire absorbe la chaleur solaire au moyen d'un dispositif d'absorption de chaleur et accumule la chaleur solaire absorbée dans un accumulateur de chaleur ou un réservoir d'eau chaude, et utilise la chaleur accumulée lorsque la situation l'exige. Comme cela est bien connu des spécialistes de la technique, un dispositif de chauffage à chaleur solaire utilise un échangeur de chaleur du type à tubulure de transport de chaleur, qui fait l'objet de la présente invention, et ce qu'on appelle un système d'échange de chaleur à circulation fermée. Dans ce type de dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulure de transport de chaleur, un fluide caloporteur chargé dans la tubulure fermée absorbe la chaleur solaire dans la partie d'absorption de chaleur de sorte qu'il est chauffé de manière à être vaporisé. Lorsque le fluide caloporteur de la partie de l'absorption de chaleur est chauffé à une température élevée prédéterminée sous l'effet d'absorption de la chaleur latente, il passe de la phase liquide à la phase gazeuse et naturellement circule dans la tubulure rayonnante d'un réservoir d'eau chaude qui est situé dans une position plus élevée que la partie d'absorption de chaleur. Lorsqu'il atteint la tubulure rayonnante, le fluide caloporteur gazeux transmet par rayonnement la chaleur à l'eau située dans le réservoir d'eau chaude et se condense. Sous l'effet de la condensation, le fluide caloporteur passe ainsi de la phase gazeuse à la phase liquide et revient alors à la partie d'absorption de chaleur pour répéter l'absorption et le rayonnement, mentionnés précédemment, de la chaleur solaire. Usually, a solar heat heater absorbs solar heat by means of a heat absorbing device and accumulates absorbed solar heat in a heat accumulator or hot water tank, and uses the accumulated heat when the situation requires it. As is well known to those skilled in the art, a solar heat heater uses a heat exchanger of the tubing type of heat transport, which is the subject of the present invention, and what is called a system closed circulation heat exchange. In this type of solar heat heater of the heat transport pipe type, a heat transfer fluid charged in the closed pipe absorbs solar heat in the heat absorbing part so that it is heated so as to be vaporized. When the heat transfer fluid of the part of the heat absorption is heated to a predetermined high temperature under the effect of absorption of the latent heat, it passes from the liquid phase to the gas phase and naturally circulates in the radiating tube d 'a hot water tank which is located in a higher position than the heat absorption part. When it reaches the radiating tube, the gaseous heat transfer fluid radiates heat to the water located in the hot water tank and condenses. Under the effect of condensation, the heat transfer fluid thus passes from the gaseous phase to the liquid phase and then returns to the heat absorption part to repeat the absorption and the radiation, mentioned above, of solar heat.
Dans un tel dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulures de transport de chaleur, l'intérieur du système de tubulure raccordant le dispositif d'absorption de chaleur au réservoir d'eau chaude est placé en dépression. Le dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulure de transport de chaleur présente par conséquent une excellente vitesse de transfert thermique par rapport à une technique classique utilisant la différence de poids spécifique pour le transfert thermique et, comme cela est souhaitable, transfère instantanément la chaleur, absorbée par la partie d'absorption de chaleur, à l'eau située dans le réservoir d'eau chaude de la partie rayonnante, ce qui permet de rendre maximum le rendement thermique du dispositif de chauffage. In such a solar heat heating device of the type with heat transport pipes, the interior of the pipe system connecting the heat absorption device to the hot water tank is placed under vacuum. The heat transport manifold type solar heat heater therefore has an excellent heat transfer speed compared to a conventional technique using the specific gravity difference for heat transfer and, as is desirable, instantly transfers the heat, absorbed by the heat absorption part, to the water located in the hot water tank of the radiating part, which makes it possible to maximize the thermal efficiency of the heating device.
Cependant, dans le dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulure de transport de chaleur, il se pose un problème consistant en ce que l'intérieur de son système de tubulures doit être maintenu en dépression, sinon il ne peut pas fonctionner. C'est pourquoi, ce type de dispositif de chauffage n'est pas fiable et requiert un travail important pour sa fabrication. However, in the solar heat heater of the heat transport pipe type there is a problem that the interior of its pipe system must be kept under vacuum, otherwise it cannot function. This is why this type of heating device is not reliable and requires significant work for its manufacture.
Aux figures 7A et 7B, relatives à l'art antérieur, on a représenté respectivement un réservoir d'eau chaude possédant une tubulure rayonnante et un dispositif d'absorption de chaleur possédant une tubulure d'absorption de chaleur d'un dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulure de transport de chaleur, conforme à une forme de réalisation de l'art antérieur. Comme représenté sur la figure 7A, des tubulures 24 en forme de U sont soudées, à leurs deux extrémités, à des extrémités ouvertes de tubulures creuses linéaires voisines 22, dont chacune possède une pluralité d'ailettes rayonnantes 23 de manière à constituer la tubulure rayonnante en forme de serpentin du réservoir d'eau chaude. En se référant à la figure 7B qui montre le dispositif d'absorption de chaleur de l'art antérieur, une pluralité de tubulures linéaires creuses 26 sont soudées à une plaque d'absorption de chaleur 28, au niveau de leurs deux sections d'extrémité de sorte que les tubulures 26 sont espacées à intervalles réguliers. Lorsque l'opération de soudage des tubulures 26 est réalisée, une extrémité ouverte d'une tubulure 26 est raccordée à une extrémité d'une tubulure voisine 26 par une tubulure 27 en forme de U de sorte que toutes les tubulures26 constituent une tubulure d'absorption de chaleur en forme de serpentin en coopération avec les tubulures 27 en forme de U. In FIGS. 7A and 7B, relating to the prior art, there is shown respectively a hot water tank having a radiating tube and a heat absorption device having a heat absorption tube of a space heating device. solar heat of the heat transport pipe type, in accordance with an embodiment of the prior art. As shown in FIG. 7A, U-shaped tubes 24 are welded, at their two ends, to open ends of neighboring linear hollow tubes 22, each of which has a plurality of radiating fins 23 so as to constitute the radiating tube serpentine shape of the hot water tank. Referring to Figure 7B which shows the prior art heat absorption device, a plurality of hollow linear tubes 26 are welded to a heat absorption plate 28, at their two end sections so that the tubes 26 are spaced at regular intervals. When the welding operation of the pipes 26 is carried out, an open end of a pipe 26 is connected to one end of a neighboring pipe 26 by a pipe 27 in the shape of a U so that all the pipes 26 constitute a pipe of coil-shaped heat absorption in cooperation with the U-shaped tubes 27.
Cependant, les sections soudées du système de tubulures peuvent se fissurer, par exemple sous l'effet d'un soudage défectueux, de la corrosion des sections soudées, des dilatations et contractions thermiques des sections soudées, provoquées par les montées et descente répétées de la température intérieure du réservoir d'eau chaude ou du dispositif d'absorption de chaleur, ce qui a pour effet que le vide n'est pas maintenu à l'intérieur du système de tubulures ce qui entraîne l'arrêt du fonctionnement du dispositif de chauffage. En particulier il apparaîtra à l'évidence aux spécialistes de la technique que l'intérieur du dispositif d'absorption de chaleur présente éventuellement des écarts de température élevés, supérieurs à 1000C par exemple, dans la gamme des températures diurnes, ce qui aggrave ce problème du système de tubulures de l'art antérieur. However, the welded sections of the tubing system can crack, for example due to faulty welding, corrosion of the welded sections, thermal expansion and contraction of the welded sections, caused by repeated ups and downs of the internal temperature of the hot water tank or of the heat absorption device, which has the effect that the vacuum is not maintained inside the tubing system which causes the operation of the heating device to stop . In particular, it will be obvious to those skilled in the art that the interior of the heat absorption device possibly exhibits high temperature differences, greater than 1000C for example, in the range of daytime temperatures, which aggravates this problem. of the prior art tubing system.
En outre, les sections soudées du système de tubulures sont d'une manière générale enfermées dans le réservoir d'eau ou entourées par une paroi de protection, comme par exemple du verre renforcé, de manière à être protégées vis-à-vis de l'extérieur. A cet égard, même lorsqu'une infime fissure apparaît dans l'une des sections soudées du système de tubulures, il faut démonter complètement le réservoir d'eau chaude ou le dispositif d'absorption de chaleur pour le réparer en soudant la section fissurée. In addition, the welded sections of the tubing system are generally enclosed in the water tank or surrounded by a protective wall, such as, for example, reinforced glass, so as to be protected against the 'outside. In this regard, even when a tiny crack appears in one of the welded sections of the tubing system, the hot water tank or the heat absorption device must be completely dismantled to repair it by welding the cracked section.
Le dispositif de chauffage à chaleur solaire utilise la chaleur solaire si bien que certains éléments, notamment le dispositif d'absorption de chaleur, sont en général installés sur le toit d'un bâtiment pour absorber d'une manière plus efficace la chaleur solaire. L'installation du dispositif d'absorption de chaleur ainsi que son démontage sont par conséquent exécutés difficilement et avec un certain risque. En outre, le réservoir d'eau chaude est raccordé au système de canalisations disposé dans le bâtiment et présente un poids relativement élevé, ce qui requiert l'utilisation d'un outillage spécial lorsqu'on le descend au sol pour le réparer. The solar heat heater uses solar heat so that some elements, including the heat absorbing device, are usually installed on the roof of a building to more efficiently absorb solar heat. The installation of the heat absorption device as well as its dismantling are therefore carried out with difficulty and with a certain risk. In addition, the hot water tank is connected to the piping system located in the building and has a relatively high weight, which requires the use of special tools when it is lowered to the ground to repair it.
Ainsi, le nombre de sections soudées du système de tubulures du dispositif de chauffage à chaleur solaire connu du type à tubulure de transport de chaleur, entraîne un accroissement du coût de fabrication et pose un problème de fiabilité du dispositif de chauffage en raison des déformations thermiques et de la corrosion des tubulures. Thus, the number of welded sections of the pipe system of the known solar heat heating device of the heat transport pipe type, increases the manufacturing cost and poses a problem of reliability of the heating device due to thermal deformations. and corrosion of tubing.
C'est pourquoi un but de la présente invention est de fournir un dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulure de transport de chaleur, dans lequel les problèmes mentionnés précédemment peuvent être éliminés et qui possède un système de tubulures comprenant une tubulure rayonnante d'un réservoir d'eau chaude, et une tubulure d'absorption de chaleur d'un dispositif d'absorption de chaleur, chacune de ces tubulures étant formée par un corps solide ne présentant aucune section soudée, ce qui permet d'empêcher une fuite du fluide caloporteur à partir du système de tubulures et le maintien du vide à l'intérieur du système de tubulures. This is why an object of the present invention is to provide a solar heat heating device of the heat transport pipe type, in which the problems mentioned above can be eliminated and which has a pipe system comprising a radiating pipe of '' a hot water tank, and a heat absorption tube of a heat absorption device, each of these tubes being formed by a solid body having no welded section, which makes it possible to prevent a leak heat transfer fluid from the tubing system and maintaining the vacuum inside the tubing system.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulure de transport de chaleur, dont la tubulure rayonnante est formée d'un seul tenant avec une pluralité d'ailettes rayonnantes, ce qui améliore le rendement de rayonnement. Another object of the present invention is to provide a solar heat heating device of the heat transport tube type, the radiating tube of which is integrally formed with a plurality of radiating fins, which improves the efficiency. of radiation.
Pour atteindre l'objectif indiqué précédemment, un dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulure de transport de chaleur comporte, conformément à une forme de réalisation de la présente invention, une tubulure rayonnante formée d'un corps solide en serpentin et installée dans un réservoir d'eau chaude d'une partie rayonnante, ladite tubulure rayonnante formée d'un corps solide en serpentin et installée dans un réservoir d'eau chaude d'une partie rayonnante, ladite tubulure rayonnante comprenant une pluralité de premières sections rectilignes, dont chacune comporte une pluralité d'ailettes de rayonnement sur sa surface extérieure, et une pluralité de premières sections en forme de U reliant entre elles lesdites premières sections rectilignes,
et une tubulure d'absorption de chaleur constituée d'un corps solide en forme de serpentin et installée dans une partie d'absorption de chaleur, ladite tubulure d'absorption de chaleur comportant une pluralité de secondes sections rectilignes soudées à une plaque d'absorption de chaleur, ladite plaque échangeant la chaleur solaire avec un milieu caloporteur situé dans ladite tubulure d'absorption de chaleur, et une pluralité de secondes section en forme de U reliant entre elles lesdites secondes sections rectilignes,
ladite tubulure d'absorption de chaleur étant raccordée à ladite tubulure rayonnante, à l'extérieur à la fois de ladite partie rayonnante et de ladite partie d'absorption de chaleur, ce dispositif présentant pour particularité que lesdites premières sections en forme de
U sont réalisées d'un seul tenant avec lesdites sections rectilignes et lesdites secondes sections en forme de U sont formées d'un seul tenant avec lesdites secondes sections rectilignes.To achieve the objective indicated above, a solar heat heating device of the heat transport pipe type comprises, in accordance with an embodiment of the present invention, a radiating pipe formed of a solid serpentine body and installed in a hot water tank of a radiating part, said radiating tube formed of a serpentine solid body and installed in a hot water tank of a radiating part, said radiating tube comprising a plurality of first rectilinear sections, of which each has a plurality of radiating fins on its external surface, and a plurality of first U-shaped sections connecting together said first rectilinear sections,
and a heat absorption tube made up of a solid serpentine body and installed in a heat absorption part, said heat absorption tube comprising a plurality of second straight sections welded to an absorption plate of heat, said plate exchanging solar heat with a heat transfer medium located in said heat absorption tube, and a plurality of second U-shaped sections connecting together said second straight sections,
said heat absorption tube being connected to said radiating tube, outside both of said radiating part and of said heat absorption part, this device having the particularity that said first sections in the form of
U are made in one piece with said straight sections and said second U-shaped sections are formed in one piece with said second straight sections.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulure de transport de chaleur, conforme à une forme de réalisation de la présente invention;
- la figure 2 est une vue en plan schématique d'une tubulure rayonnante d'un réservoir d'eau chaude du dispositif de chauffage à chaleur solaire selon la présente invention;
- la figure 3 est une vue en plan du dispositif d'absorption de chaleur du dispositif de chauffage à chaleur solaire selon la présente invention;
- les figures 4A à 4C sont des vues en plan de dispositifs d'absorption de chaleur du dispositif de chauffage à chaleur solaire selon d'autres formes de réalisation de la présente invention;
- les figures 5A à 5C représentent un système à rouleaux d'un dispositif de formage à cylindrage pour la préparation de la tubulure rayonnante du dispositif de chauffage à chaleur solaire selon la présente invention, la figure 5A étant une vue en plan, la figure 5B une vue en élévation latérale et la figure 5C une vue en plan d'un rouleau mobile du dispositif de formage à cylindrage;
- la figure 6 est une vue en plan d'un dispositif de chauffage à chaleur solaire du type à tubulure de transport de chaleur conforme à une autre forme de réalisation de la présente invention; et
- les figures 7A et 7B, dont il a déjà été fait mention, représentent des vues en plan respectivement de tubulures de l'art antérieur et d'un dispositif d'absorption de chaleur de l'art antérieur.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below with reference to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a schematic perspective view of a solar heat heating device of the type with heat transport pipe, according to an embodiment of the present invention;
- Figure 2 is a schematic plan view of a radiating tube of a hot water tank of the solar heat heating device according to the present invention;
- Figure 3 is a plan view of the heat absorption device of the solar heat heating device according to the present invention;
- Figures 4A to 4C are plan views of heat absorption devices of the solar heat heating device according to other embodiments of the present invention;
- Figures 5A to 5C show a roller system of a rolling forming device for the preparation of the radiating tube of the solar heat heating device according to the present invention, Figure 5A being a plan view, Figure 5B a side elevational view and FIG. 5C a plan view of a movable roller of the roll forming device;
- Figure 6 is a plan view of a solar heat heating device of the heat transport pipe type according to another embodiment of the present invention; and
- Figures 7A and 7B, which have already been mentioned, show plan views respectively of tubing of the prior art and of a heat absorption device of the prior art.
La figure 1 représente schématiquement un dispositif de chauffage de chaleur solaire du type à tubulure de transport de chaleur selon une forme de réalisation principale de la présente invention, la figure 2 représente une tubulure rayonnante d'un réservoir d'eau chaude du dispositif de chauffage à chaleur solaire de la figure 1 et la figure 3 représente un dispositif d'absorption de chaleur du dispositif de chauffage à chaleur solaire de la figure 1. Figure 1 schematically shows a solar heat heating device of the heat transport pipe type according to a main embodiment of the present invention, Figure 2 shows a radiating pipe of a hot water tank of the heating device with solar heat in FIG. 1 and FIG. 3 represents a device for absorbing heat from the solar heat heating device in FIG. 1.
Comme cela est représenté sur ces dessins, le dispositif de chauffage à chaleur solaire comprend un réservoir d'eau chaude 1 et le dispositif d'absorption de chaleur 5, qui sont raccordés l'un à l'autre par un système de tubulures chargées par un fluide caloporteur. Le réservoir d'eau chaude 1 comprend une tubulure rayonnante 2 en forme de serpentin possédant plusieurs ailettes de rayonnement 3, tandis que le dispositif d'absorption de chaleur 5 comprend une tubulure d'absorption de chaleur 6 du type en forme de serpentin et une pluralité de plaques d'absorption de chaleur 8. La tubulure rayonnante du type en forme de serpentin 2 chargée par le fluide caloporteur est un corps solide formé d'un serpentin qui comprend une pluralité de sections rectilignes dont chacune comprend une pluralité d'ailettes de rayonnement 3, et une pluralité de sections 4 en forme de U formées d'un seul tenant avec les sections rectilignes. De la même manière, la tubulure d'absorption de chaleur du type en forme de serpentin 6, qui est chargée par le fluide caloporteur, est un corps solide en forme de serpentin comportant une pluralité de sections rectilignes soudées à des plaques individuelles d'absorption de chaleur 8 et une pluralité de sections 7 en forme de U, formées d'un seul tenant avec les sections rectilignes. La tubulure rayonnante 2 et la tubulure d'absorption de chaleur 6 sont raccordées entre elles à l'extérieur à la fois du réservoir d'eau chaude 1 et du dispositif d'absorption de chaleur 5. Les sections rectilignes de la tubulure d'absorption de chaleur 6 sont soudées à des plaques individuelles d'absorption de chaleur 8, de préférence moyennant l'utilisation d'un soudage à basse température, de sorte que les plaques 8 sont disposées axialement par rapport aux sections rectilignes individuelles de la tubulure 6. Dans ce cas, chacune des plaques d'absorption de chaleur 8 est une plaque mince et est de préférence emboutie de manière à présenter une rainure axiale destinée à loger une section rectiligne correspondante de la tubulure d'absorption de chaleur 6. As shown in these drawings, the solar heat heating device comprises a hot water tank 1 and the heat absorption device 5, which are connected to each other by a system of pipes charged by a heat transfer fluid. The hot water tank 1 comprises a radiating tube 2 in the form of a serpentine having several radiating fins 3, while the heat absorption device 5 comprises a heat absorption tube 6 of the serpentine type and a plurality of heat absorption plates 8. The radiating tube of the serpentine type 2 charged by the heat transfer fluid is a solid body formed of a coil which comprises a plurality of straight sections each of which comprises a plurality of fins radiation 3, and a plurality of U-shaped sections 4 formed integrally with the straight sections. Likewise, the serpentine type heat absorption tubing 6, which is charged with the heat transfer fluid, is a serpentine solid body having a plurality of straight sections welded to individual absorption plates heat 8 and a plurality of U-shaped sections 7 formed integrally with the straight sections. The radiating tube 2 and the heat absorption tube 6 are connected to each other outside both the hot water tank 1 and the heat absorption device 5. The straight sections of the absorption tube 6 are welded to individual heat absorption plates 8, preferably by means of the use of low temperature welding, so that the plates 8 are arranged axially with respect to the individual rectilinear sections of the tube 6. In this case, each of the heat absorption plates 8 is a thin plate and is preferably stamped so as to have an axial groove intended to accommodate a corresponding rectilinear section of the heat absorption tube 6.
Etant donné que les sections linéaires de la tubulure d'absorption de chaleur 6 sont logées dans les rainures axiales des plaques individuelles d'absorption de chaleur 8 et sont soudées à ces plaques, la surface de contact entre les plaques 8 et la tubulure 6 est accrue et augmente le rendement d'échange thermique entre ces éléments. Dans cette première forme de réalisation, les plaques d'absorption de chaleur 8 sont disposées dans le même plan.Since the linear sections of the heat absorption tube 6 are housed in the axial grooves of the individual heat absorption plates 8 and are welded to these plates, the contact surface between the plates 8 and the tube 6 is increased and increases the heat exchange efficiency between these elements. In this first embodiment, the heat absorption plates 8 are arranged in the same plane.
Conformément à une autre forme de réalisation de la présente invention, le dispositif d'absorption de chaleur selon la présente invention comporte une plaque massive d'absorption de chaleur à la place d'une pluralité de plaques 8, comme représenté sur les figures 4A ou 4B. Dans ce cas, la plaque massive d'absorption de chaleur est de préférence emboutie de manière à présenter une rainure servant à recevoir la tubulure d'absorption de chaleur 6. According to another embodiment of the present invention, the heat absorption device according to the present invention comprises a massive heat absorption plate in place of a plurality of plates 8, as shown in FIGS. 4A or 4B. In this case, the massive heat absorption plate is preferably stamped so as to have a groove serving to receive the heat absorption tube 6.
Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 4A, la tubulure d'absorption de chaleur 6 est logée dans une pluralité de rainures de la plaque massive de sorte que leurs sections en forme de U 7 ainsi que leurs sections d'entrée et de sortie sont exposées à l'extérieur de la plaque massive. Cependant, conformément à la forme de réalisation représentée sur la figure 4B, la tubulure d'absorption de chaleur 6 contenant les sections 7 en forme de U ainsi que des sections d'entrée et de sortie est logée dans une rainure en forme de serpentin de la plaque massive d'absorption de chaleur.In the embodiment shown in FIG. 4A, the heat absorption tube 6 is housed in a plurality of grooves in the solid plate so that their U-shaped sections 7 as well as their inlet and outlet sections are exposed on the outside of the massive plate. However, in accordance with the embodiment shown in Figure 4B, the heat absorption tubing 6 containing the U-shaped sections 7 as well as inlet and outlet sections is housed in a serpentine groove of the massive heat absorption plate.
Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 4C, le dispositif d'absorption de chaleur comprend une pluralité de plaques d'absorption de chaleur présentant des trous traversants individuels servant à recevoir la tubulure d'absorption de chaleur 6. Pour assembler les plaques d'absorption de chaleur de cette forme de réalisation à la tubulure d'absorption de chaleur 6, on introduit une tubulure d'absorption de chaleur 6 dans les trous traversants des plaques d'absorption de chaleur de telle sorte que les plaques sont espacées les unes des autres et qu'une pluralité de sections libres, destinées à être coudées de manière à former les sections 7 en forme de U, subsistent sur la tubulure 6. In the embodiment shown in Figure 4C, the heat absorbing device comprises a plurality of heat absorbing plates having individual through holes for receiving the heat absorbing tubing 6. To assemble the heat plates heat absorption of this embodiment to the heat absorption tube 6, a heat absorption tube 6 is introduced into the through holes of the heat absorption plates so that the plates are spaced apart others and that a plurality of free sections, intended to be bent so as to form the sections 7 in the shape of a U, remain on the pipe 6.
Conformément à une autre forme de réalisation de la présente invention, le dispositif d'absorption de chaleur 5 peut comporter un boîtier thermiquement isolant 29 comme représenté sur la figure 6. Le réservoir d'eau chaude 1 peut être disposé dans le boîtier thermiquement isolant 29 et être recouvert par des matériaux thermiquement isolants 30 afin d'accroître le rendement thermique du dispositif de chauffage à chaleur solaire selon la présente invention. According to another embodiment of the present invention, the heat absorption device 5 can comprise a thermally insulating box 29 as shown in FIG. 6. The hot water tank 1 can be placed in the thermally insulating box 29 and be covered with thermally insulating materials 30 to increase the thermal efficiency of the solar heat heater according to the present invention.
Conformément à la présente invention, la tubulure d'absorption de chaleur 6 peut être disposée entre un couple de plaques d'absorption de chaleur possédant des rainures axiales individuelles. C'est-à-dire qu'un couple de plaques d'absorption de chaleur possédant la même forme que celle qui est décrite pour la forme de réalisation de la figure 3 peuvent être superposées de telle sorte que leurs rainures axiales sont entièrement face à face, et logent une section rectiligne correspondante de la tubulure d'absorption de chaleur 6. Deux plaques massives d'absorption de chaleur possédant la même forme que celle décrite pour la forme de réalisation de la figure 4A ou 4B peuvent aussi être superposées de telle sorte que leurs rainures se font face complètement et logent la tubulure d'absorption de chaleur 6. Dans ces formes de réalisation, les deux plaques sont soudées l'une à l'autre, par exemple par soudage par points, de sorte qu'elles supportent et viennent en contact avec la tubulure d'absorption de chaleur 6 sans aucune section de soudage entre elles et cette tubulure 6. According to the present invention, the heat absorption tube 6 can be arranged between a pair of heat absorption plates having individual axial grooves. That is, a couple of heat absorption plates having the same shape as that described for the embodiment of Figure 3 can be superimposed so that their axial grooves are fully facing face, and house a corresponding rectilinear section of the heat absorption tube 6. Two massive heat absorption plates having the same shape as that described for the embodiment of FIG. 4A or 4B can also be superimposed in such a way so that their grooves face each other completely and house the heat absorption tube 6. In these embodiments, the two plates are welded to each other, for example by spot welding, so that they support and come into contact with the heat absorption tube 6 without any welding section between them and this tube 6.
La tubulure rayonnante 2 du réservoir d'eau chaude 1 est formée d'un seul tenant avec les ailettes rayonnantes 3 et est préparée moyennant l'utilisation d'un système de rouleaux d'un dispositif de formage par cylindrage représenté sur les figures 5A à 5C. Dans ce dispositif de formage, trois rouleaux, deux rouleaux fixes 9 et 10 et un rouleau mobile 11, sont disposés parallèlement l'un à l'autre et sont placés axialement aux sommets individuels d'un triangle, comme représenté sur la figure 5C. Chacun des rouleaux 9, 10 et 11, comporte, sur sa surface de roulement, une gorge hélicoïdale 9', 10' et 11', dont la profondeur augmente graduellement depuis le côté d'entrée au côté de sortie de la tubulure dans le rouleau. Le dispositif de formage comprend également un mandrin 14 qui est placé axialement entre les trois rouleaux 9, 10 et 11 de manière à empêcher une contraction de l'évidement de la tubulure et obtenir une avance uniforme de celle-ci pendant la préparation des ailettes de rayonnement 3 de la tubulure rayonnante 2. The radiating tube 2 of the hot water tank 1 is formed integrally with the radiating fins 3 and is prepared by means of the use of a roller system of a roll forming device shown in FIGS. 5A to 5C. In this forming device, three rollers, two fixed rollers 9 and 10 and a movable roller 11, are arranged parallel to each other and are placed axially at the individual vertices of a triangle, as shown in FIG. 5C. Each of the rollers 9, 10 and 11 has, on its rolling surface, a helical groove 9 ', 10' and 11 ', the depth of which gradually increases from the inlet side to the outlet side of the tube in the roller . The forming device also comprises a mandrel 14 which is placed axially between the three rollers 9, 10 and 11 so as to prevent contraction of the recess of the tubing and to obtain a uniform advance of the latter during the preparation of the fins of radiation 3 from the radiating tube 2.
Le rouleau mobile 11 se déplace à la suite de la rotation d'une poignée 13, de sorte qu'il atteint les autres rouleaux 9 et 10 lorsque le dispositif de formage par cylindrage forme une section de tubulure possédant les ailettes de rayonnement 3. Cependant, ce rouleau mobile 11 est rétracté lors de la formation de la section 4 en forme de U de la tubulure rayonnante 2, ce qui conduit à ce qu'aucune ailette de rayonnement 3 n'est formée sur des sections de tubulure qui correspondent aux sections 4 en forme de U. Ici, il est préférable d'utiliser un vérin hydraulique ou pneumatique pour déplacer le rouleau mobile 11. The movable roller 11 moves following the rotation of a handle 13, so that it reaches the other rollers 9 and 10 when the roll forming device forms a section of tubing having the radiation fins 3. However , this movable roller 11 is retracted during the formation of the U-shaped section 4 of the radiating tube 2, which results in that no radiation fin 3 is formed on sections of tube which correspond to the sections 4 in the shape of a U. Here, it is preferable to use a hydraulic or pneumatic cylinder to move the movable roller 11.
Lors de la préparation de la tubulure rayonnante 2 possédant les ailettes de rayonnement 3 moyennant l'utilisation du système de rouleaux du dispositif de formation à cylindrage des figures 5A à 5C, une tubulure rectiligne est introduite dans un espace de roulage situé entre les trois rouleaux 9, 10 et 11, le rouleau mobile 11 étant rétracté de sorte qu'une longueur prédéterminée de tubulure ne comporte aucune ailette de rayonnement 3. During the preparation of the radiating tube 2 having the radiating fins 3 by means of the use of the roller system of the roller forming device of FIGS. 5A to 5C, a straight tube is introduced into a rolling space situated between the three rollers 9, 10 and 11, the movable roller 11 being retracted so that a predetermined length of tubing has no radiation fins 3.
Ensuite, le rouleau mobile 11 avance lentement en direction d'une section de tubulure, qui est positionnée entre les rouleaux 9, 10 et 11 et qui correspond à une section rectiligne présentant des ailettes de rayonnement 3, de sorte que ces dernières sont formées sur la section de tubulure. Then, the movable roller 11 slowly advances towards a section of tubing, which is positioned between the rollers 9, 10 and 11 and which corresponds to a straight section having radiating fins 3, so that the latter are formed on the tubing section.
Lorsqu'une section de tubulure correspondant à une section 4 en forme de U atteint les rouleaux, en raison de l'avance du matériau de la tubulure, le rouleau mobile 11 est rétracté de manière à ne former aucune ailette 3 sur la section de tubulure. Ensuite, le rouleau mobile 11 avance en direction des rouleaux 9 et 10 de manière à former des ailettes de rayonnement 3 dans une autre section du matériau de la tubulure, de sorte qu'une autre section rectiligne portant les ailettes de rayonnement 3 est préparée. When a tubing section corresponding to a U-shaped section 4 reaches the rollers, due to the advance of the tubing material, the movable roller 11 is retracted so as to form no fins 3 on the tubing section . Next, the movable roller 11 advances towards the rollers 9 and 10 so as to form radiation fins 3 in another section of the tubing material, so that another straight section carrying the radiation fins 3 is prepared.
Le procédé indiqué ci-dessus est répété pour la formation de la tubulure rayonnante désirée 2 et il en résulte que les sections de tubulure comportant les ailettes de rayonnement 3 et les sections de tubulure correspondant aux sections 4 en forme de U sont prévues alternativement sur le matériau formé par la tubulure rectiligne. Les sections de tubulure n'ayant aucune ailette rayonnante 3 sont ensuite coudées de façon uniforme de manière à obtenir les sections 4 en forme de U. The process indicated above is repeated for the formation of the desired radiating tube 2 and it follows that the tubing sections comprising the radiating fins 3 and the tubing sections corresponding to the U-shaped sections 4 are provided alternately on the material formed by the straight tubing. The tubing sections having no radiating fin 3 are then bent uniformly so as to obtain the U-shaped sections 4.
Pour préparer le dispositif d'absorption de chaleur 5 possédant la tubulure d'absorption de chaleur 6 et les plaques d'absorption de chaleur 8 soudées à la tubulure 6, on soude une pluralité de plaques d'absorption de chaleur 8 sur une tubulure linéaire de manière que les plaques 8 soient espacées à des intervalles réguliers. Ensuite, on coude les sections de tubulure qui ne sont soudées à aucune plaque d'absorption de chaleur 8, pour préparer les sections 7 en forme de U de la tubulure d'absorption de chaleur 6. To prepare the heat absorption device 5 having the heat absorption tube 6 and the heat absorption plates 8 welded to the tube 6, a plurality of heat absorption plates 8 are welded onto a linear tube. so that the plates 8 are spaced at regular intervals. Next, the tubing sections which are not welded to any heat absorption plate 8 are bent, in order to prepare the U-shaped sections 7 of the heat absorption tube 6.
Lorsque la préparation de la tubulure rayonnante 2 et du dispositif d'absorption de chaleur 5 est terminée, la tubulure rayonnante 2 est installée dans le réservoir d'eau chaude 1 de sorte qu'une extrémité de cette tubulure 2 est exposée à l'extérieur du réservoir 1 et, ensuite, cette extrémité exposée de la tubulure rayonnante 2 est raccordée, par exemple par soudage, à l'extérieur à la fois du dispositif 5 et du réservoir 1, à une extrémité de la tubulure d'absorption de chaleur 6, qui est exposée hors du dispositif d'absorption de chaleur 5. When the preparation of the radiant tubing 2 and of the heat absorption device 5 is finished, the radiant tubing 2 is installed in the hot water tank 1 so that one end of this tubing 2 is exposed to the outside of the reservoir 1 and, then, this exposed end of the radiating tube 2 is connected, for example by welding, to the exterior of both the device 5 and of the reservoir 1, to one end of the heat absorption tube 6 , which is exposed outside the heat absorption device 5.
Conformément à la présente invention, la tubulure rayonnante 2 du réservoir d'eau chaude 1 et la tubulure d'absorption de chaleur 6 du dispositif d'absorption de chaleur 5 du dispositif de chauffage à chaleur solaire ne comportent aucune section soudée, de sorte qu'ils ne peuvent subir absolument aucune détérioration par dilatation et contraction thermiques ou aucune corrosion, ce qui empêche une rupture de la tubulure et améliore la fiabilité du dispositif de chauffage à chaleur solaire. La suppression de la section soudée, de la tubulure d'absorption de chaleur ainsi que de la tubulure rayonnante permet également de réduire le coût de fabrication. According to the present invention, the radiating tube 2 of the hot water tank 1 and the heat absorption tube 6 of the heat absorption device 5 of the solar heat heating device have no welded section, so that 'They can undergo absolutely no deterioration by thermal expansion and contraction or any corrosion, which prevents rupture of the tubing and improves the reliability of the solar heat heater. The elimination of the welded section, of the heat absorption tubing as well as of the radiating tubing also makes it possible to reduce the manufacturing cost.
Comme décrit précédemment, dans le dispositif de chauffage à chaleur selon la présente invention les parties soudées sont supprimées du système de tubulures, y compris à la fois à la tubulure d'absorption de chaleur et à la tubulure rayonnante, et, dans ce dispositif de chauffage il ne se produit aucune rupture du système de tubulures due à la dilatation et la contraction thermiques et à la corrosion, qui sont susceptibles de se produire dans la section soudée à la fois de la tubulure rayonnante et de la tubulure d'absorption de chaleur, ce qui empêche une fuite du fluide caloporteur à partir du système de tubulures et maintient le vide à l'intérieur du système de tubulures. C'est pourquoi, le système de tubulures du dispositif de chauffage à chaleur solaire selon la présente invention, est difficilement le siège d'une rupture, ce qui supprime le travail pénible de réparation du système de tubulures endommagées. As described above, in the heat heater according to the present invention the welded parts are removed from the pipe system, including both the heat absorption pipe and the radiating pipe, and, in this device heating there is no rupture of the tubing system due to thermal expansion and contraction and corrosion, which is likely to occur in the welded section of both the radiating tubing and the heat absorbing tubing , which prevents leakage of the heat transfer fluid from the tubing system and maintains vacuum within the tubing system. This is why the tubing system of the solar heat heating device according to the present invention is hardly the site of a rupture, which eliminates the painful work of repairing the damaged tubing system.
Bien que l'on ait décrit à titre d'illustration les formes de réalisation préférées de la présente invention, les spécialistes de la technique noteront que l'on peut y apporter différentes modifications, additions et substitutions, sans sortir du cadre de l'invention. Although the preferred embodiments of the present invention have been described by way of illustration, those skilled in the art will note that various modifications, additions and substitutions may be made without departing from the scope of the invention. .
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