FR3084144A1 - THERMAL INSTALLATION - Google Patents

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Liqun Feng
Hua Ding
Ruiyun Zheng
Rongxin Ma
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Institute Of Industry Tech Guangzhou & Chinese Academy Of Sciences Gziit
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Abstract

L'invention concerne une installation thermique (100) comportant : - un réservoir (102) prenant la forme d'un parallélépipède rectangle creux présentant une paroi inférieure (116a) horizontale percée d'une pluralité de trous (106), une paroi supérieure (116b) horizontale, une paroi frontale (116c) verticale et dans laquelle est percée une sortie (112), une paroi arrière (116d) verticale et dans laquelle est percée une entrée (108) et deux parois latérales (116e) qui sont verticales, et - pour chaque trou (106), un thermosiphon (104) dont l'extrémité haute est hydrauliquement connectée au réservoir (102) à travers ledit trou (106), et où le réservoir (102) comprend au moins une plaque intermédiaire (118a-b) horizontale et fixée entre la paroi inférieure (116a) et la paroi supérieure (116b) et où chaque plaque intermédiaire (118a-b) est percée d'au moins un trou de transfert (120) qui assure la communication fluidique entre le dessous et le dessus de la plaque intermédiaire (118a-b).The invention relates to a thermal installation (100) comprising: - a reservoir (102) taking the form of a hollow rectangular parallelepiped having a horizontal bottom wall (116a) pierced with a plurality of holes (106), an upper wall ( 116b) horizontal, a front wall (116c) vertical and in which an outlet (112) is pierced, a rear wall (116d) vertical and in which is entered an inlet (108) and two side walls (116e) which are vertical, and - for each hole (106), a thermosyphon (104) whose upper end is hydraulically connected to the tank (102) through said hole (106), and where the tank (102) comprises at least one intermediate plate (118a -b) horizontal and fixed between the lower wall (116a) and the upper wall (116b) and where each intermediate plate (118a-b) is pierced with at least one transfer hole (120) which ensures fluid communication between the bottom and top of the plate intermediate (118a-b).

Description

INSTALLATION THERMIQUETHERMAL INSTALLATION

DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA

La présente invention concerne une installation thermique comportant un réservoir plat.The present invention relates to a thermal installation comprising a flat tank.

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Il est connu de mettre en place des installations thermiques qui comportent des thermosiphons et un réservoir contenant un fluide caloporteur, en particulier de l’eau.It is known to install thermal installations which include thermosyphons and a tank containing a heat-transfer fluid, in particular water.

Chaque thermosiphon est hydrauliquement connecté au réservoir et le fluide caloporteur circule entre le réservoir et le thermosiphon. L’énergie solaire chauffe le fluide caloporteur lorsqu’il traverse le thermosiphon et le fluide caloporteur ainsi chauffé rejoint le réservoir où il peut être dirigé vers une autre installation selon les besoins.Each thermosiphon is hydraulically connected to the tank and the heat transfer fluid circulates between the tank and the thermosiphon. Solar energy heats the heat transfer fluid as it passes through the thermosyphon and the heat transfer fluid thus heated reaches the tank where it can be directed to another installation as required.

Le réservoir est un cylindre creux qui est allongé en partie haute des éléments chauffants dits thermosiphons.The tank is a hollow cylinder which is elongated in the upper part of the heating elements called thermosiphons.

Un tel réservoir est relativement encombrant et ne tire aucun avantage de la stratification des températures à l’intérieur du réservoir. En effet, la température du fluide caloporteur augmente de bas en haut dans le réservoir.Such a tank is relatively bulky and takes no advantage of the stratification of temperatures inside the tank. In fact, the temperature of the heat transfer fluid increases from bottom to top in the tank.

EXPOSE DE L’INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION

Un objet de la présente invention est de proposer une installation thermique qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et qui en particulier permet une meilleure utilisation de la stratification des températures dans le réservoir.An object of the present invention is to provide a thermal installation which does not have the drawbacks of the prior art and which in particular allows better use of the temperature stratification in the tank.

A cet effet, est proposée une installation thermique comportant :To this end, a thermal installation is proposed comprising:

- un réservoir prenant la forme d’un parallélépipède rectangle creux présentant une paroi inférieure horizontale percée d’une pluralité de trous, une paroi supérieure horizontale, une paroi frontale verticale et dans laquelle est percée une sortie, une paroi arrière verticale et dans laquelle est percée une entrée et deux parois latérales qui sont verticales, et- a reservoir taking the form of a hollow rectangular parallelepiped having a horizontal lower wall pierced with a plurality of holes, a horizontal upper wall, a vertical front wall and in which is an outlet, a vertical rear wall and in which is an entrance and two side walls which are vertical, and

- pour chaque trou, un thermosiphon dont l’extrémité haute est hydrauliquement connectée au réservoir à travers ledit trou, et où le réservoir comprend au moins une plaque intermédiaire horizontale et fixée entre la paroi inférieure et la paroi supérieure et où chaque plaque intermédiaire est percée d’au moins un trou de transfert qui assure la communication fluidique entre le dessous et le dessus de la plaque intermédiaire.- For each hole, a thermosiphon whose upper end is hydraulically connected to the tank through said hole, and where the tank comprises at least one horizontal intermediate plate and fixed between the lower wall and the upper wall and where each intermediate plate is pierced at least one transfer hole which ensures fluid communication between the bottom and the top of the intermediate plate.

Une telle installation thermique permet une séparation plus franche des couches de fluide caloporteur et une plus grande homogénéité de chaque couche.Such a thermal installation allows a more frank separation of the layers of heat transfer fluid and greater homogeneity of each layer.

Avantageusement, chaque plaque intermédiaire présente un trou de transfert aligné verticalement avec le trou où débouche un thermosiphon.Advantageously, each intermediate plate has a transfer hole aligned vertically with the hole where a thermosiphon opens.

Avantageusement, l’entrée est réalisée entre la paroi inférieure et la plaque intermédiaire la plus basse.Advantageously, the entry is made between the bottom wall and the lowest intermediate plate.

Avantageusement, la sortie est réalisée entre la paroi supérieure et la plaque intermédiaire la plus haute.Advantageously, the outlet is produced between the upper wall and the highest intermediate plate.

Avantageusement, l’installation thermique comporte au moins un cercle de renfort qui enserre la paroi inférieure, la paroi supérieure et les deux parois latérales.Advantageously, the thermal installation comprises at least one reinforcing circle which encloses the bottom wall, the top wall and the two side walls.

Avantageusement, le réservoir comporte un orifice d’entrée et un orifice de sortie, et l’installation thermique comporte également un serpentin disposé à l’intérieur du réservoir, et le serpentin débouche, d’une part, au niveau de l’orifice d’entrée, et, d’autre part, au niveau de l’orifice de sortie.Advantageously, the tank has an inlet and an outlet, and the thermal installation also includes a coil disposed inside the tank, and the coil opens, on the one hand, at the orifice d 'inlet, and, on the other hand, at the outlet.

Avantageusement, l’orifice d’entrée est disposé dans la paroi arrière et l’orifice de sortie est disposé dans la paroi frontale.Advantageously, the inlet port is arranged in the rear wall and the outlet port is arranged in the front wall.

Selon un mode de réalisation particulier, le serpentin est disposé au-dessus d’une plaque intermédiaire.According to a particular embodiment, the coil is arranged above an intermediate plate.

Selon un mode de réalisation particulier, il y a deux plaques intermédiaires et le serpentin est disposé entre les deux plaques intermédiaires.According to a particular embodiment, there are two intermediate plates and the coil is arranged between the two intermediate plates.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec la Fig. 1 qui montre une installation thermique selon l'invention.The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being given in relation to FIG. 1 which shows a thermal installation according to the invention.

EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATIONDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

La Fig. 1 montre une installation thermique 100 qui comporte un réservoir 102 dont une paroi latérale a été retirée afin de voir l’intérieur dudit réservoir 102.Fig. 1 shows a thermal installation 100 which comprises a tank 102 from which a side wall has been removed in order to see the interior of said tank 102.

Le réservoir 102 prend la forme d’un parallélépipède rectangle creux présentant une longueur L, une largeur 1 et une hauteur h. Préférentiellement, le rapport hauteur largeur est supérieur à 2.The reservoir 102 takes the form of a hollow rectangular parallelepiped having a length L, a width 1 and a height h. Preferably, the height to width ratio is greater than 2.

Le réservoir 102 comprend ainsi une paroi inférieure 116a horizontale, une paroi supérieure 116b horizontale, une paroi frontale 116c verticale et dans laquelle est percée une sortie 112, une paroi arrière 116d verticale et dans laquelle est percée une entrée 108 et deux parois latérales 116e qui sont verticales et dont une seule est représentée.The reservoir 102 thus comprises a horizontal bottom wall 116a, a horizontal top wall 116b, a vertical front wall 116c and in which an outlet 112 is pierced, a vertical rear wall 116d and in which an inlet 108 and two side walls 116e which are pierced which are vertical and only one of which is shown.

La paroi inférieure 116a est percée d’une pluralité de trous 106.The bottom wall 116a is pierced with a plurality of holes 106.

L’installation thermique 100 comporte également, pour chaque trou 106, un thermosiphon 104 dont l’extrémité haute est hydrauliquement connectée au réservoir 102 à travers ledit trou 106.The thermal installation 100 also includes, for each hole 106, a thermosyphon 104, the upper end of which is hydraulically connected to the tank 102 through said hole 106.

Le réservoir 102 et chaque thermosiphon 104 sont remplis d’un fluide caloporteur, par exemple de l’eau.The reservoir 102 and each thermosyphon 104 are filled with a heat transfer fluid, for example water.

Au fur et à mesure que le fluide caloporteur chauffe dans le thermosiphon 104, il remonte dans le réservoir 104 (flèche 20) et il est remplacé par du fluide caloporteur plus froid qui descend dans le thermosiphon 104 (flèche 30).As the heat transfer fluid heats up in the thermosyphon 104, it rises in the reservoir 104 (arrow 20) and is replaced by cooler heat transfer fluid which descends in the thermosyphon 104 (arrow 30).

Afin d’amener le fluide caloporteur non chauffé dans le réservoir 102, une canalisation d’entrée 110 est connectée à l’entrée 108 et afin d’évacuer le fluide caloporteur chauffé du réservoir 102, une canalisation de sortie 114 est connectée à la sortie 112.In order to bring the unheated heat transfer fluid into the tank 102, an inlet pipe 110 is connected to the inlet 108 and in order to remove the heated heat transfer fluid from the tank 102, an outlet pipe 114 is connected to the outlet 112.

L’entrée 108 est en partie basse du réservoir 102 et la sortie 112 est en partie haute du réservoir 102. Le fluide caloporteur peut ainsi circuler vers un système de chauffage central par exemple ou une autre installation thermique 100.The inlet 108 is in the lower part of the reservoir 102 and the outlet 112 is in the upper part of the reservoir 102. The heat transfer fluid can thus circulate towards a central heating system for example or another thermal installation 100.

Le réservoir 102 comprend également au moins une plaque intermédiaire 118ab, ici au nombre de deux qui sont horizontales et fixées entre la paroi inférieure 116a et la paroi supérieure 116b pour séparer le volume intérieur du réservoir 102 en plusieurs compartiments.The reservoir 102 also comprises at least one intermediate plate 118ab, here two in number which are horizontal and fixed between the lower wall 116a and the upper wall 116b to separate the interior volume of the reservoir 102 into several compartments.

Chaque plaque intermédiaire 118a-b est percée d’au moins un trou de transfert 120 qui assure la communication fluidique entre le dessous et le dessus de la plaque intermédiaire 118a-b.Each intermediate plate 118a-b is pierced with at least one transfer hole 120 which provides fluid communication between the bottom and the top of the intermediate plate 118a-b.

Les trous de transfert 120 génèrent des courants ascendants dans le réservoir et assurent une homogénéisation de la température dans chaque compartiment.The transfer holes 120 generate updrafts in the tank and ensure a homogenization of the temperature in each compartment.

Selon un mode de réalisation particulier, chaque plaque intermédiaire 118a-b présente un trou de transfert 120 aligné verticalement avec le trou 106 où débouche un thermo siphon 104.According to a particular embodiment, each intermediate plate 118a-b has a transfer hole 120 aligned vertically with the hole 106 where a thermo siphon 104 opens.

Le fluide caloporteur entre dans le réservoir 102 par l’entrée 108, s’échauffe dans les thermosiphons 104, s’élève progressivement dans le réservoir 102 en traversant les différentes plaques intermédiaires 118a-b pour sortir par la sortie 112.The heat transfer fluid enters the tank 102 through the inlet 108, heats up in the thermosiphons 104, rises gradually in the tank 102 through the various intermediate plates 118a-b to exit through the outlet 112.

Selon un mode de réalisation particulier, l’entrée 108 est réalisée entre la paroi inférieure 116a et la plaque intermédiaire 118a la plus basse.According to a particular embodiment, the inlet 108 is formed between the bottom wall 116a and the lowest intermediate plate 118a.

Selon un mode de réalisation particulier, la sortie 112 est réalisée entre la paroi supérieure 116b et la plaque intermédiaire 118b la plus haute.According to a particular embodiment, the outlet 112 is produced between the upper wall 116b and the uppermost intermediate plate 118b.

La fixation des plaques intermédiaires 118a-b à l’intérieur du réservoir 102 est assurée par tous moyens appropriés comme la soudure, le collage, la fixation par vis, etc.The fixing of the intermediate plates 118a-b inside the tank 102 is ensured by any suitable means such as welding, bonding, fixing by screws, etc.

Pour renforcer la structure du réservoir 102, celui-ci est entouré d’au moins un cercle de renfort 122 qui enserre la paroi inférieure 116a, la paroi supérieure 116b et les deux parois latérales 116e. La présence des cercles de renforts 122 prévient la déformation des parois du réservoir 102.To reinforce the structure of the reservoir 102, the latter is surrounded by at least one reinforcing circle 122 which encloses the lower wall 116a, the upper wall 116b and the two side walls 116e. The presence of the reinforcing circles 122 prevents the walls of the tank 102 from being deformed.

Le réservoir 102 peut être réalisé par des parois métalliques et les cercles de renforts 122 sont par exemple des bandes métalliques plates et serrées.The reservoir 102 can be produced by metal walls and the reinforcing circles 122 are for example flat and tight metal strips.

Afin d’assurer le chauffage de l’eau sanitaire, l’installation thermique 100 comporte un serpentin 124 qui est plongé dans le fluide caloporteur à l’intérieur du réservoir 102.In order to ensure the heating of the domestic water, the thermal installation 100 comprises a coil 124 which is immersed in the heat transfer fluid inside the tank 102.

A cette fin, le réservoir 102 présente un orifice d’entrée 126 à travers lequel une extrémité du serpentin 124 est hydrauliquement connectée à une première canalisation 128 et un orifice de sortie 130 à travers lequel une autre extrémité du serpentin 124 est hydrauliquement connectée à une deuxième canalisation 132. Le serpentin 124 débouche ainsi, d’une part, au niveau de l’orifice d’entrée 126, et, d’autre part, au niveau de l’orifice de sortie 130.To this end, the reservoir 102 has an inlet port 126 through which one end of the coil 124 is hydraulically connected to a first pipe 128 and an outlet port 130 through which another end of the coil 124 is hydraulically connected to a second pipe 132. The coil 124 thus opens, on the one hand, at the inlet orifice 126, and, on the other hand, at the outlet orifice 130.

Dans le mode de réalisation de l’invention, l’orifice d’entrée 126 est disposé dans la paroi arrière 116d et l’orifice de sortie 130 est disposé dans la paroi frontale 116c.In the embodiment of the invention, the inlet port 126 is arranged in the rear wall 116d and the outlet port 130 is arranged in the front wall 116c.

La position en hauteur du serpentin 124 dans le réservoir 102 dépend de la température souhaitée pour l’eau qui circule dans le serpentin 124. Ici, le serpentin 124 est disposé entre les deux plaques intermédiaires 118a-b.The height position of the coil 124 in the tank 102 depends on the desired temperature for the water flowing in the coil 124. Here, the coil 124 is disposed between the two intermediate plates 118a-b.

Mais d’une manière générale, le serpentin 124 est disposé au-dessus d’une plaque intermédiaire 118a-b.However, in general, the coil 124 is arranged above an intermediate plate 118a-b.

Pour assurer une bonne isolation thermique, le réservoir 102 peut être recouvert d’un capot et un matériau isolant est disposé entre le réservoir et le capot.To ensure good thermal insulation, the tank 102 can be covered with a cover and an insulating material is placed between the tank and the cover.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1) Installation thermique (100) comportant :1) Thermal installation (100) comprising: - un réservoir (102) prenant la forme d’un parallélépipède rectangle creux présentant une paroi inférieure (116a) horizontale percée d’une pluralité de trous (106), une paroi supérieure (116b) horizontale, une paroi frontale (116c) verticale et dans laquelle est percée une sortie (112), une paroi arrière (116d) verticale et dans laquelle est percée une entrée (108) et deux parois latérales (116e) qui sont verticales, eta reservoir (102) taking the form of a hollow rectangular parallelepiped having a horizontal bottom wall (116a) pierced with a plurality of holes (106), a horizontal top wall (116b), a vertical front wall (116c) and in which an outlet (112) is pierced, a vertical rear wall (116d) and in which an inlet (108) and two side walls (116e) which are vertical are pierced, and - pour chaque trou (106), un thermosiphon (104) dont l’extrémité haute est hydrauliquement connectée au réservoir (102) à travers ledit trou (106), et où le réservoir (102) comprend au moins une plaque intermédiaire (118a-b) horizontale et fixée entre la paroi inférieure (116a) et la paroi supérieure (116b) et où chaque plaque intermédiaire (118a-b) est percée d’au moins un trou de transfert (120) qui assure la communication fluidique entre le dessous et le dessus de la plaque intermédiaire (118a-b).- For each hole (106), a thermosyphon (104) whose upper end is hydraulically connected to the tank (102) through said hole (106), and where the tank (102) comprises at least one intermediate plate (118a- b) horizontal and fixed between the lower wall (116a) and the upper wall (116b) and where each intermediate plate (118a-b) is pierced with at least one transfer hole (120) which ensures fluid communication between the underside and the top of the intermediate plate (118a-b). 2) Installation thermique (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque plaque intermédiaire (118a-b) présente un trou de transfert (120) aligné verticalement avec le trou (106) où débouche un thermosiphon (104).2) Thermal installation (100) according to claim 1, characterized in that each intermediate plate (118a-b) has a transfer hole (120) aligned vertically with the hole (106) where a thermosyphon (104) opens. 3) Installation thermique (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l’entrée (108) est réalisée entre la paroi inférieure (116a) et la plaque intermédiaire (118a) la plus basse.3) Thermal installation (100) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the inlet (108) is formed between the bottom wall (116a) and the lowest intermediate plate (118a). 4) Installation thermique (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la sortie (112) est réalisée entre la paroi supérieure (116b) et la plaque intermédiaire (118b) la plus haute.4) Thermal installation (100) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outlet (112) is formed between the upper wall (116b) and the highest intermediate plate (118b). 5) Installation thermique (100) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un cercle de renfort (122) qui enserre la paroi inférieure (116a), la paroi supérieure (116b) et les deux parois latérales (116e).5) Thermal installation (100) according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises at least one reinforcing circle (122) which encloses the lower wall (116a), the upper wall (116b) and the two side walls (116e). 6) Installation thermique (100) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le réservoir (102) comporte un orifice d’entrée (126) et un orifice de sortie (130), et en ce que l’installation thermique (100) comporte également un serpentin (124) disposé à l’intérieur du réservoir (102), et en ce que le serpentin (124) débouche,6) thermal installation (100) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tank (102) has an inlet port (126) and an outlet port (130), and in that the thermal installation (100) also comprises a coil (124) disposed inside the tank (102), and in that the coil (124) opens out, 5 d’une part, au niveau de l’orifice d’entrée (126), et, d’autre part, au niveau de l’orifice de sortie (130).5 on the one hand, at the inlet (126), and, on the other hand, at the outlet (130). 7) Installation thermique (100) selon la revendication 6, caractérisée en ce que l’orifice d’entrée (126) est disposé dans la paroi arrière (116d) et l’orifice de sortie (130) est disposé dans la paroi frontale (116c).7) Thermal installation (100) according to claim 6, characterized in that the inlet orifice (126) is arranged in the rear wall (116d) and the outlet orifice (130) is arranged in the front wall ( 116c). 1010 8) Installation thermique (100) selon la revendication 7, caractérisée en ce que le serpentin (124) est disposé au-dessus d’une plaque intermédiaire (118a-b).8) Thermal installation (100) according to claim 7, characterized in that the coil (124) is arranged above an intermediate plate (118a-b). 9) Installation thermique (100) selon la revendication 7, caractérisée en ce qu’il y a deux plaques intermédiaires (118a-b) et en ce que le serpentin (124) est disposé entre les deux plaques intermédiaires (118a-b).9) Thermal installation (100) according to claim 7, characterized in that there are two intermediate plates (118a-b) and in that the coil (124) is disposed between the two intermediate plates (118a-b).
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