LU83927A1 - AIR-LIQUID SOLAR COLLECTOR - Google Patents

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LU83927A1
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LU
Luxembourg
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air
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liquid
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tubing
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LU83927A
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Inventor
K Moan
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Owens Illinois Inc
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    • F24S20/60Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
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Description

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TITRETITLE

COLLECTEUR SOLAIRE AIR-LIQUIDE HISTORIQUE DE L'INVENTIONHISTORICAL AIR-LIQUID SOLAR COLLECTOR OF THE INVENTION

L'invention concerne généralement les collecteurs solaires et plus particulièrement un ensemble unitaire de. collecteur d'énergie solaire comportant une pluralité d'éléments de collecteur évacués et un échangeur de chaleur gaz-liquide.The invention generally relates to solar collectors and more particularly to a unitary assembly. solar energy collector comprising a plurality of evacuated collector elements and a gas-liquid heat exchanger.

Les besoins toujours croissants en énergie et l'augmentation du coût de l'extraction des hydrocarbures ont poussé la recherche d'autres sources d'énergie.The ever increasing energy needs and the increasing cost of hydrocarbon extraction have pushed the search for other sources of energy.

La variante de source la plus promettante du point de vue de l’immédiat est représentée peut-être par l'énergie solaire, et les développements et les perfectionnements relatifs à la conception des collecteurs d'énergie solaire au cours de la dernière décennie ont été dramatiques. Néanmoins, chaque conception physique comme par exemple, plaque plane ou tube, accuse certaines anomalies de parformance qui font appel à des perfectionnements. Dans les collecteurs à tube évacué qui utilisent l'air comme milieu de récupération de la chaleur, un problème commun a été la distribution uniforme de l’air en direction des éléments du collecteur. Un débit d'air insuffisant dans certains éléments de collecteur dû à une mauvaise distribution au sein d'une tubulure centrale se traduit non seulement par le fonctionnement de certains éléments de collecteur à des températures élevées susceptibles d’affecter leur vie utile, mais aussi par une réduction du rendement de tout l'ensemble collecteur.Perhaps the most promising source variant from the immediate point of view is represented by solar energy, and developments and refinements in the design of solar collectors over the past decade have been dramatic. Nevertheless, each physical conception, for example, flat plate or tube, shows certain anomalies in performance which call for improvements. In evacuated tube collectors that use air as the heat recovery medium, a common problem has been the uniform distribution of air to the manifold elements. Insufficient air flow in certain manifold elements due to poor distribution within a central pipe results not only in the operation of certain manifold elements at high temperatures likely to affect their useful life, but also by a reduction in the efficiency of the entire collector assembly.

Dans l'art antérieur, on sait que la distribution non uniforme du fluide est généralement susceptible d'amélioration par augmentation de la pression d'exploitation du système et, par suite, de la perte de charge au travers des éléments constitutifs du système. Malheureusement, une telle augmentation de la pression d'exploitation du système ne peut être obtenue que moyennant une augmentation correspondante de la consommation de l'énergie, c.-à-d. admission d'énergie aux éléments de déplacement de l'air. Dans un système de récupération de l'énergie solaire, cette augmentation de la consommation d'énergie peut s'avérer supérieure à l'augmentation en énergie récupérée résultant de la meilleure distribution de l'air. A la lumière d'un système thermodynamique, leIn the prior art, it is known that the non-uniform distribution of the fluid is generally capable of improvement by increasing the operating pressure of the system and, consequently, of the pressure drop across the constituent elements of the system. Unfortunately, such an increase in the operating pressure of the system can only be achieved with a corresponding increase in energy consumption, i.e. admission of energy to the air movement elements. In a solar energy recovery system, this increase in energy consumption may turn out to be greater than the increase in recovered energy resulting from better air distribution. In the light of a thermodynamic system, the

Page 2 rendement global du collecteur solaire peut éventuellement diminuer, au fait, par suite de l'augmentation de la consommation d'énergie associée avec l'obtention du but, c.-à-d. meilleure distribution de l'air.The overall efficiency of the solar collector may possibly decrease, in fact, as a result of the increase in energy consumption associated with achieving the goal, ie. better air distribution.

Cette situation suggère que des faibles pressions de système et des pertes de charge d'ordre minime auraient un certain mérite. Un système de ce type est décrit dans le brevet des Etats-Unis No. 4 016 860, antérieurement dpli-^ vré and dont je suis co-titulaire.This situation suggests that low system pressures and minimal pressure losses would have some merit. A system of this type is described in US Patent No. 4,016,860, previously issued and of which I am co-owner.

Un autre domaine de difficulté dans l'utilisation des collecteurs d'énergie solaire concerne le mode de transfert de l'énergie. Dans de nombreux collecteurs solaires faisant usage de l'air comme milieu de récupération, l'air se dirige de l’ensemble de collecteur d'énergie solaire à travers une canalisation jusqu'à l'endroit, comme un local d'habitation, ou l'énergie thermique est destinée à être utilisée. Cette canalisation présente plusieurs problèmes. Tout d'abord, les trajets d'une certaine longueur sont la cause de pertes de charge d'ordre significatif qui aggravent les problèmes d’alimentation d'énergie au système et de rendement global dont il a été question plus haut. Deuxièmement, les problèmes de perte d'énergie à l'atmosphère relatifs à la faible densité de l’air, au grand diamètre et à l'aire circonférentielle de ladite canalisation sont significatifs. Il est évident que cette canalisation peut, et doit, être bien calorifugêe mais cela augmente le diamètre extérieur de la canalisation. Finalement, l'installation d'une canalisation de diamètre extérieur si important dans des structures existantes peut aussi présenter des problèmes qu'un dispositif de transfert d'énergie plus compact pourrait réduire ou alléger. Un exemple de collecteur d'énergie solaire faisant usage d'un tel dispositif compact de transfert d'énergie est décrit dans le brevet > des Etats-Unis No. 3 960 136 dont je suis co-titulaire. Dans la réalisation décrite, l'air circulé dans un collecteur monté en toiture chauffe un liquide tel que l'eau, et l'eau est utilisée comme milieu de transfert de chaleur.Another area of difficulty in the use of solar energy collectors concerns the mode of energy transfer. In many solar collectors making use of air as the recovery medium, the air is directed from the solar collector assembly through a pipe to the place, such as a living room, or thermal energy is intended to be used. This pipeline presents several problems. First of all, paths of a certain length are the cause of significant pressure losses which aggravate the problems of power supply to the system and of overall efficiency which have been mentioned above. Secondly, the problems of loss of energy to the atmosphere relating to the low air density, the large diameter and the circumferential area of said pipe are significant. It is obvious that this pipe can, and must, be well insulated but this increases the outside diameter of the pipe. Finally, installing such a large outside diameter pipe in existing structures can also present problems that a more compact energy transfer device could reduce or alleviate. An example of a solar energy collector making use of such a compact energy transfer device is described in US Patent No. 3,960,136, of which I am co-owner. In the embodiment described, the air circulated in a collector mounted on the roof heats a liquid such as water, and water is used as the heat transfer medium.

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DESCRIPTION ABREGEE DE L'INVENTIONSHORT DESCRIPTION OF THE INVENTION

La présente invention concerne un collecteur d'énergie solaire de conception unitaire comportant une pluralité d'éléments collecteurs évacués fixés sur et en communication avec une tubulure à passage double disposée centralement qui abrite un échangeur de chaleur gaz-liquide et un dispositif servant à circuler le milieu de récupération de la chaleur du gaz. Les éléments du collecteur sont disposés en rangées en quinconce sur les faces opposées de la tubulure. Chacun des éléments collecteurs comporte un tube en verre à double paroi de forme allongée dont une extrémité est ouverte et définissant entre les parois de verre un volume annulaire évacué. Un tube distributeur métallique à paroi mince ayant un diamètre quelque peu plus réduit que le diamètre intérieur de la paroi de verre intérieure est disposé à l'intérieur et s'étend au-delà de l'extrémité ouverte de l'élément collecteur. L'espace annulaire défini par le tube distributeur et la paroi intérieure de l'élément collecteur communique avec le passage le plus rapproché de la tubulure et l'intérieur du tube distributeur communique avec le passage le plus éloigné de la tubulure. Le dispositif de circulation d'air fournit de l'air à basse pression en direction de l'un des passages et cet air se dirige dans tous les espaces annulaires et à l'intérieur des tubes distributeurs avec lesquels ils communiquent. L'air se dirige ensuite loin de la tubulure et vers l'intérieur soit des espaces annulaires soit des tubes distributeurs, arrive à l’extrémité des éléments collecteurs et se dirige vers l'intérieur en direction de l’autre passage de la tubulure; l'air se trouvant précédemment dans les espaces annulaires circulant maintenant dans les tubes distributeurs et vice versa. Le débit d'air est ensuite combiné avec l'autre passage de la tubulure et passé à travers l'échangeur de chaleur dans lequel l'énergie de l'air est transférée vers le liquide, soit l'eau, circulant à travers l'échangeur de chaleur. L'air sortant de l'échangeur de chaleur est renvoyé vers le souffleur et de là aux éléments collecteurs alors que l'eau ou autre liquide qui a absorbé l'énergie thermique de l'air est éliminé de l'échangeur de chaleur et véhiculé à travers une canalisation appropriée jusqu'à l'endroit d'utilisation.The present invention relates to a unitary design solar energy collector comprising a plurality of evacuated collecting elements fixed on and in communication with a centrally disposed double-passage pipe which houses a gas-liquid heat exchanger and a device for circulating the gas heat recovery medium. The manifold elements are arranged in staggered rows on the opposite sides of the tubing. Each of the collecting elements comprises a double-walled glass tube of elongated shape, one end of which is open and defining between the glass walls an evacuated annular volume. A thin-walled metal dispensing tube having a diameter somewhat smaller than the inside diameter of the interior glass wall is disposed therein and extends beyond the open end of the manifold. The annular space defined by the distributor tube and the inner wall of the collecting element communicates with the passage closest to the tubing and the interior of the distributor tube communicates with the passage farthest from the tubing. The air circulation device supplies air at low pressure in the direction of one of the passages and this air is directed into all the annular spaces and inside the distributor tubes with which they communicate. The air then directs away from the tubing and inward either of the annular spaces or of the distributor tubes, arrives at the end of the collecting elements and directs inwardly towards the other passage of the tubing; the air previously found in the annular spaces now circulating in the distributor tubes and vice versa. The air flow is then combined with the other passage of the tubing and passed through the heat exchanger in which the energy of the air is transferred to the liquid, namely water, circulating through the heat exchanger. The air leaving the heat exchanger is returned to the blower and from there to the collecting elements while the water or other liquid which has absorbed the thermal energy of the air is eliminated from the heat exchanger and conveyed through a suitable pipe to the place of use.

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Par conséquent, l'un des objectifs de la présente invention est de fournir un collecteur d'énergie solaire du type unitaire et dont le produit de sortie est un liquide chauffé.Consequently, one of the objectives of the present invention is to provide a solar collector of the unit type and the output of which is a heated liquid.

Un autre but de la présente invention est de créer un collecteur d'énergie solaire du type unitaire fournissant un rendement élevé.Another object of the present invention is to create a unitary type solar energy collector providing high efficiency.

Un autre but encore de la présente invention est de créer un collecteur solaire à tube évacué et du type unitaire susceptible d'être installé facilement dans des structures existantes et nouvelles.Yet another object of the present invention is to create a solar collector with an evacuated tube and of the unitary type capable of being easily installed in existing and new structures.

Un autre but encore de la présente invention est de créer un collecteur solaire à tube évacué et du type unitaire qui utilise un dispositif de distribution d'air fonctionnant à basse pression susceptible de provoquer une excellente distribution de l'air avec une absorption minimale d'énergie.Yet another object of the present invention is to create a solar collector with an evacuated tube and of the unitary type which uses an air distribution device operating at low pressure capable of causing an excellent distribution of the air with a minimum absorption of energy.

D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront par référence aux spécifications suivantes et aux dessins annexés.Other objects and advantages of the present invention will become apparent with reference to the following specifications and the accompanying drawings.

DESCRIPTION ABREGEE DES PLANSSHORT DESCRIPTION OF THE PLANS

La Figure 1 est une vue en perspective d'un collecteur d'énergie solaire du type unitaire conforme à la présente invention;Figure 1 is a perspective view of a unit type solar energy collector according to the present invention;

La Figure 2 est une vue en perspective agrandie d'une portion de l'échangeur de chaleur utilisé dans un collecteur d'énergie solaire conforme à la présente invention;Figure 2 is an enlarged perspective view of a portion of the heat exchanger used in a solar collector according to the present invention;

La Figure 3 est une vue en élévation du bout d'un collecteur d'énergie solaire conforme à la présente invention, monté sur une surface inclinée;Figure 3 is an elevational view of the end of a solar collector according to the present invention, mounted on an inclined surface;

La Figure 4 est une vue schématique du débit de l'air à travers la tubulure et les éléments collecteurs d'un collecteur d'énergie solaire conforme à la présente invention;Figure 4 is a schematic view of the air flow through the tubing and the collecting elements of a solar collector according to the present invention;

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La Figure 5 est une vue en pleine coupe de la tubulure d'un collecteur d'énergie solaire du type unitaire conforme à la présente invention prise le long de la ligne 5-5 de la Figure 1;Figure 5 is a full sectional view of the tubing of a unit type solar collector according to the present invention taken along line 5-5 of Figure 1;

La Figure 6 est une vue en coupe, fragmentaire et agrandie, du montage des tubes distributeurs dans la tubulure; etFigure 6 is a sectional view, fragmentary and enlarged, of the mounting of the distributor tubes in the tubing; and

La Figure 7 est une vue en coupe fragmentaire de la tubulure d'un collecteur, d'énergie solaire du type unitaire conforme à la présente invention prise le long de la ligne 6-6 de la Figure 1,FIG. 7 is a fragmentary section view of the tubing of a collector, of solar energy of the unit type according to the present invention taken along line 6-6 of FIG. 1,

DESCRIPTION DE LA REALISATION PREFEREEDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

En se référant maintenant aux Figures 1 et 3, un collecteur d'énergie solaire du type unitaire est généralement désigné par le numéro de référence 10. Le collecteur solaire 10 comporte un ensemble de tubulure 12 disposé centralement et ayant une pluralité d'éléments collecteurs 14 disposés en quinconce sur les faces opposées de ladite tubulure. L'ensemble de tubulure 12 et les éléments collecteurs 14 sont tous supportés par un ensemble de bâti 16 de forme généralement rectangulaire. L'ensemble de bâti comporte une paire de poutres en Z 18 de forme allongée qui fixent solidement et soulèvent l'ensemble de tubulure 12 au-dessus de la surface, telle qu'un toit 20, sur lequel le collecteur 10 est fixé. L'ensemble de bâti 16 comporte également une paire de poutres 22 de support du collecteur, en forme de L, qui sont généralement fixées perpendiculairement entre les extrémités des poutres 18 en Z. Chacune des poutres 22 de support comporte une pluralité de fentes 24 en forme de U servant à recevoir les éléments collecteurs, ces fentes supportant les extrémités des éléments collecteurs 14 les plus éloignés de l'ensemble de tubulure 12. ' L'ensemble de bâti 16 peut être réalisé en métal galvanisé, en aluminium ou en tout autre matériau analogue.Referring now to Figures 1 and 3, a unitary type solar energy collector is generally designated by the reference number 10. The solar collector 10 comprises a set of tubing 12 disposed centrally and having a plurality of collecting elements 14 arranged in staggered rows on the opposite faces of said tubing. The tubing assembly 12 and the collecting elements 14 are all supported by a frame assembly 16 of generally rectangular shape. The frame assembly includes a pair of elongated Z-shaped beams 18 which securely secure and lift the tubing assembly 12 above the surface, such as a roof 20, to which the manifold 10 is attached. The frame assembly 16 also includes a pair of L-shaped collector support beams 22 which are generally fixed perpendicularly between the ends of the Z-shaped beams 18. Each of the support beams 22 has a plurality of slots 24 in U-shape serving to receive the collecting elements, these slots supporting the ends of the collecting elements 14 furthest from the tubing assembly 12. The frame assembly 16 can be made of galvanized metal, aluminum or any other analogous material.

Les poutres 18 en Z peuvent être fixées sur l'ensemble de tubulure 12 et sur les poutres 22 en forme de L par n’importe quel moyen approprié, par exemple vis à filets, rivets, soudage par point ou autre.The Z-shaped beams 18 can be fixed to the tubing assembly 12 and to the L-shaped beams 22 by any suitable means, for example thread screws, rivets, spot welding or the like.

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Comme l’illustre la Figure 2, le collecteur solaire 10 peut être installé sur le toit 20 d'une maison d'habitation ou autre structure. De préférence, le collecteur solaire 10 est orienté en direction méridionale et à un angle d'inclinaison qui capte au mieux l'énergie solaire disponible à la latitude de l'installation. Les éléments collecteurs 14 sont indépendants, c.-à-d. que le collecteur 10 ne comporte pas de mirroir, de réflecteur ou de dispositif de réfléchissement spéculaire pour concentrer les rayons du soleil, mais se base surtout sur la réflection diffuse de la surface du toit 20 ou d'autres surfaces horizontales ou inclinées agissant sur le coté des éléments collecteurs 14 faisant face au soleil pour y refléter l'énergie.As shown in Figure 2, the solar collector 10 can be installed on the roof 20 of a dwelling house or other structure. Preferably, the solar collector 10 is oriented in the southern direction and at an angle of inclination which best captures the solar energy available at the latitude of the installation. The collecting elements 14 are independent, i.e. that the collector 10 does not include a mirror, reflector or specular reflecting device for concentrating the rays of the sun, but is based above all on the diffuse reflection from the surface of the roof 20 or from other horizontal or inclined surfaces acting on the side of the collecting elements 14 facing the sun to reflect energy there.

En se référant maintenant à la Figure 5, l'ensemble de tubulure .12 est généralement rectangulaire en coupe et comporte une enveloppe métallique extérieure 30 et une enveloppe métallique intérieure 32 plus petite. Entre l'enveloppe métallique extérieure 30 et l'enveloppe métallique intérieure 32 sont préformées disposées des dalles isolantes~34 de dimensions et d'orientation appropriées. Les dalles isolantes 34 sont de préférence réalisées en isocyanate de polyuréthane ou en matière analogue capable de résister à des températures maximales d'au moins 325 degrés Fahrenheit. L'épaisseur uniforme des dalles isolantes 34 préformées ainsi que les bords perpendiculaires formés avec précision assurent l'ajustement serré des dalles 34 ainsi que le remplissage total du volume entre l'enveloppe métallique extérieure 30 et l'enveloppe métallique intérieure 32. Une chicane 36 en tôle est disposée centralement à l’intérieur de l'enveloppe métallique intérieure 32; cette chicane divise le volume intérieur de l'enveloppe métallique intérieure 32 tout le long de sa longueur en un passage d'admission ou d'alimentation 40 et un passage d'échappement ou de retour 42.Referring now to Figure 5, the tubing assembly .12 is generally rectangular in section and has an outer metal casing 30 and a smaller inner metal casing 32. Between the outer metallic envelope 30 and the inner metallic envelope 32 are preformed insulating tiles ~ 34 of appropriate dimensions and orientation. The insulating slabs 34 are preferably made of polyurethane isocyanate or similar material capable of withstanding maximum temperatures of at least 325 degrees Fahrenheit. The uniform thickness of the preformed insulating slabs 34 as well as the perpendicular edges formed with precision ensure the tight fit of the slabs 34 as well as the total filling of the volume between the outer metallic envelope 30 and the inner metallic envelope 32. A baffle 36 in sheet metal is arranged centrally inside the inner metal casing 32; this baffle divides the interior volume of the interior metal casing 32 all along its length into an intake or supply passage 40 and an exhaust or return passage 42.

En se référant maintenant aux Figures 5 et 6, la chicane 36 disposée centralement définit une pluralité d’orifices circulaires 44 dont chacun reçoit un élément de joint annulaire élastomërique 46. Le joint 46 comporte une surface tronconique 48 qui facilite l'insertion du joint 46 dans l'orifice circulaire 44 et une rainure annulaire rentrante 50 disposée autour de sa périphérie qui fixe solidement le joint 46 dans l'un des orifices circulaires 44. Un tube *Referring now to Figures 5 and 6, the centrally arranged baffle 36 defines a plurality of circular orifices 44 each of which receives an elastomeric annular seal element 46. The seal 46 has a frustoconical surface 48 which facilitates the insertion of the seal 46 in the circular orifice 44 and a re-entrant annular groove 50 disposed around its periphery which securely fixes the seal 46 in one of the circular orifices 44. A tube *

Page 7 distributeur métallique 52 à paroi mince est logé à l'intérieur de chacun de ces joints 46. Le tube distributeur 52 est retenu axialement à l'intérieur du joint 46 par un voile 54 en saillie vers l'extérieur formé dans le tube distributeur 52 adjacent à une extrémité qui coopère avec un creux 56 semi-circulaire de configuration complémentaire pratiqué dans la surface intérieure de l'élément de joint 46. Chacun d'une pluralité de tubes distributeurs 52 est disposé concentriquement dans l'un des éléments collecteurs 14 et s'étend axialement au-delà de l'extrémité ouverte de l'élément collecteur 14 associé d'une distance suffisante pour pouvoir être fixé dans la chicane 36 comme décrit. A l’extrémité opposée du tube distributeur 62, c.-à-d. l'extrémité disposée dans l'élément collecteur 14, une pluralité, de préférence trois oreilles ou languettes 58 dirigées vers l'extérieur maintiennent le tube distributeur 52 en disposition coaxiale à l'intérieur de l'élément collecteur 14.The thin-walled metal distributor 52 is housed inside each of these seals 46. The distributor tube 52 is retained axially inside the seal 46 by a veil 54 projecting outwards formed in the distributor tube 52 adjacent to one end which cooperates with a semi-circular recess 56 of complementary configuration formed in the interior surface of the seal element 46. Each of a plurality of distributor tubes 52 is arranged concentrically in one of the collector elements 14 and extends axially beyond the open end of the associated collecting element 14 by a sufficient distance to be able to be fixed in the baffle 36 as described. At the opposite end of the distributor tube 62, i.e. the end disposed in the collecting element 14, a plurality, preferably three ears or tongues 58 directed towards the outside, maintain the distributor tube 52 in a coaxial arrangement inside the collecting element 14.

En alignement axial et concentriquement autour de chacun des tubes distribu-’ teurs 52 se trouvent un premier orifice circulaire 60 défini par l'enveloppe métallique extérieure 30 et un deuxième orifice circulaire 62 défini par 1'enveloppe métallique intérieure 32. Une portion des dalles isolantes 34 disposées entre les orifices 60 et 62 est déposée d'une cavité circulaire 64 qui reçoit un joint annulaire moulé 66. Le joint moulé 66 est fabriqué de préférence à partir d'un élastomère à base de silicium et peut être retenu dans l'ensemble de tubulure 12 par application d’une couche mince 68 d'un produit adhésif à base de silicium coïncident avec l'espace annulaire de contact entre le joint moulé 66 et les dalles isolantes 34. Le joint moulé 66 comporte une lèvre extérieure 70 qui fonctionne en élément de calfeutrage et qui comporte par ailleurs une pluralité de voiles triangulaires 72 circonférentiels dirigées vers l'intérieur qui jouent le rôle de joint à chevron pour assurer l'étanchéité et le serrage des éléments collecteurs 14 dans l'ensemble de tubulure 12.In axial alignment and concentrically around each of the distributor tubes 52 there is a first circular orifice 60 defined by the outer metallic casing 30 and a second circular orifice 62 defined by the inner metallic casing 32. A portion of the insulating tiles 34 disposed between the orifices 60 and 62 is deposited a circular cavity 64 which receives a molded annular seal 66. The molded seal 66 is preferably made from an elastomer based on silicon and can be retained in the assembly of tubing 12 by application of a thin layer 68 of a silicon-based adhesive product coincide with the annular contact space between the molded joint 66 and the insulating slabs 34. The molded joint 66 has an outer lip 70 which functions as a caulking element and which moreover comprises a plurality of triangular veils 72 circumferential directed inwards which act as a chevron joint to ensure the sealing ity and tightening of the collecting elements 14 in the tubing assembly 12.

Comme indiqué plus haut, l'un de la pluralité des éléments collecteurs 14 est disposé coaxialement autour de chacun des tubes distributeurs 52. Les éléments collecteurs 14 sont de préférence circulaires en section et sont fabriqués en verre. Chacun des éléments collecteurs 14 comporte une paroi extérieure 80 etAs indicated above, one of the plurality of collecting elements 14 is arranged coaxially around each of the distributor tubes 52. The collecting elements 14 are preferably circular in section and are made of glass. Each of the collecting elements 14 has an outer wall 80 and

Page 8 une paroi intérieure 82 de plus petit diamètre. Les parois 80 et 82 définissent une zone allongée annulaire 84 entre ces dernières qui est soumise à un vide poussé d'environ 10-^ torr. Le vide est obtenu en retirant l'air de la région 84 à l'extrémité des éléments collecteurs 14 et une tabulation 86 en cet endroit est scellée hermétiquement selon des méthodes connues dans l'art. Le vide dans la région 84 élimine essentiellement les pertes de conduction et de convection provenant des éléments conducteurs 14. Les parois intérieures 82 des éléments collecteurs 16 comportent de préférence une surface absorbante d'énergie 88. La surface absorbante d'énergie comporte un revêtement sélectif de longueur d'onde possédant une absorptivité élevée et une émissivité réduite de l'ordre de 0,1 ou moins dans la région infrarouge qui peut être fabriqué par la déposition sous vide d'une couche mince (1,000 Angstroms) d'aluminium sur la surface extérieure des parois intérieures 82 des éléments collecteurs vaporisée 14. Une couche de chrome est ensuite . électriquement et déposée sur le substrat d'aluminium sous forme de chrome noir à raison d'une épaisseur d'environ 1,500 Angstroms. Autrement, la surface 88 peu être noircie au moyen d'un revêtement de matière absorbante d'énergie infra-rouge telle que l'oxyde de magnésium, le fluorure de magnésium, etc.An inner wall 82 of smaller diameter. The walls 80 and 82 define an elongated annular zone 84 between the latter which is subjected to a high vacuum of approximately 10- ^ torr. The vacuum is obtained by removing the air from the region 84 at the end of the collecting elements 14 and a tab 86 at this location is hermetically sealed according to methods known in the art. The vacuum in region 84 essentially eliminates conduction and convection losses from the conductive elements 14. The interior walls 82 of the collector elements 16 preferably have an energy absorbing surface 88. The energy absorbing surface has a selective coating wavelength with high absorbency and reduced emissivity of the order of 0.1 or less in the infrared region which can be manufactured by vacuum deposition of a thin layer (1,000 Angstroms) of aluminum on the external surface of the internal walls 82 of the vaporized collecting elements 14. A layer of chromium is then. electrically and deposited on the aluminum substrate in the form of black chromium at a thickness of approximately 1,500 Angstroms. Otherwise, the surface 88 can be blackened with a coating of infrared energy absorbing material such as magnesium oxide, magnesium fluoride, etc.

En se référant maintenant aux Figures 3, 5 et 7, l'ensemble de tubulure 12 comporte par ailleurs un ensemble de souffleur 90 disposé centralement. L'ensemble de souffleur 90 comporte un moteur électrique 92 de type essentiellement classique qui est fixé par des moyens démontables 94 sur l’enveloppe métallique extérieure 30 de l'ensemble de tubulure 12. De préférence, le moteur électrique 92 est imperméabilisé de manière appropriée. Autrement, le moteur 92 peut être logé dans un carénage de protection (non représenté). Le moteur électrique 92 comporte un arbre récepteur 96 doté d'un organe d'accouplement 98 S fixation sélective qui entraîne l'arbre 100 d'un souffleur faisant saillie à travers les dalles isolantes 34 dans un passage à revêtement 102 et dans le passage 40 d'admission ou d'alimentation. A l'extrémité de l'arbre 100 arrangé dans le passage d'alimentation 40 est fixée la roue 104 d'un souffleur en cage d'écureuil de type classique. Un carénage 106 approprié fixé sur la chicane 36 définit un orifice d'admission 108 qui est disposé concentriquement avec et à proximité étroite de la roue 104 du souffleur.Referring now to Figures 3, 5 and 7, the tubing assembly 12 further includes a blower assembly 90 disposed centrally. The blower assembly 90 comprises an electric motor 92 of essentially conventional type which is fixed by removable means 94 on the external metal casing 30 of the tubing assembly 12. Preferably, the electric motor 92 is suitably waterproofed . Otherwise, the motor 92 can be housed in a protective fairing (not shown). The electric motor 92 comprises a receiving shaft 96 provided with a coupling member 98 S selective attachment which drives the shaft 100 of a blower projecting through the insulating slabs 34 in a coated passage 102 and in the passage 40 intake or supply. At the end of the shaft 100 arranged in the feed passage 40 is fixed the wheel 104 of a squirrel cage blower of conventional type. A suitable fairing 106 fixed on the baffle 36 defines an inlet orifice 108 which is arranged concentrically with and in close proximity to the wheel 104 of the blower.

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En se référant maintenant brièvement à la Figure 7, l'ensemble de tubulure 12 comporte également une barrière d'air 110 disposée dans le passage d'alimentation 40 entre la chicane 36 et l'enveloppe métallique intérieure 32, et un panneau à contour arqué 112. La barrière d'air 110 et le panneau a contour arqué 112 comportent tous deux une surface courbe 114 disposée symétriquement qui assure une distribution uniforme de l'air en provenance de la roue 104 du souffleur vers toutes les régions du passage 40 d'admission ou d'alimentation. L'accès à la roue 104 du souffleur est assuré facilement en fabriquant le panneau à contour arqué 112 et un panneau extérieur correspondant 116, qui forme une portion de l'enveloppe métallique extérieure 30, sous forme de sections amovibles pouvant être fixées par des moyens 118 amovibles au choix.Referring now briefly to Figure 7, the tubing assembly 12 also includes an air barrier 110 disposed in the supply passage 40 between the baffle 36 and the inner metal casing 32, and an arcuate panel 112. The air barrier 110 and the arcuate panel 112 both have a symmetrically arranged curved surface 114 which ensures uniform distribution of the air coming from the wheel 104 of the blower towards all the regions of the passage 40 of intake or supply. Access to the blower wheel 104 is easily ensured by manufacturing the arcuate panel 112 and a corresponding external panel 116, which forms a portion of the external metal casing 30, in the form of removable sections which can be fixed by means 118 removable as desired.

En se référant maintenant aux Figures 2 et 5, l'ensemble de tubulure 12 comporte aussi un ensemble d'échangeur de chaleur 120 allongé qui est disposé > dans le passage 42 d'échappement ou de retour d'air. L'ensemble d'échangeur de chaleur 120 comporte une paire de plaques 122 parallèles et allongées servant au montage de l'ensemble d'échangeur de chaleur 120 entre la chicane 36 disposée centralement et à bloquer environ deux tiers de la largeur du passage 42 d'échappement ou de retour. Une paire de tubes 124 conducteurs de fluide, plats et parallèles, est fixée hermétiquement sur la paire de plaques allongées 122. La paire de tubes 124 définit un passage 126 rectangulaire allongé dans lequel est disposée une ailette ou surface 128 en serpentin de transfert de chaleur. La surface 128 de transfert de chaleur est de préférence fabriquée en métal tel que le cuivre, possédant de bonnes caractéristiques de transfert de chaleur, et sa configuration générale peut se conformer à la pratique classique du transfert de chaleur dans le but d'optimaliser l'échange de chaleur de l'air passant à travers le passage 126 au fluide passant à travers les tubes 124. A chaque extrémité des tubes aplatis 124 se trouve une tubulure 130 qui assure la communication et la distribution du débit entre les tubes aplatis 124 et une ligne unique 132 de fluide. A l'une des extrémités de l'ensemble d'échangeur de chaleur 120, la ligne de fluide 132 décrit un coude d'inversion de direction (non représenté) et la ligne de fluide 132 est juxtaposée sur l'ensemble d'échangeur de chaleur 120 dans le sens de sa longueurReferring now to Figures 2 and 5, the tubing assembly 12 also includes an elongated heat exchanger assembly 120 which is disposed in the exhaust or return air passage 42. The heat exchanger assembly 120 comprises a pair of parallel and elongated plates 122 used for mounting the heat exchanger assembly 120 between the baffle 36 positioned centrally and for blocking approximately two thirds of the width of the passage 42 d 'exhaust or return. A pair of tubes 124 fluid conductors, flat and parallel, is hermetically fixed on the pair of elongated plates 122. The pair of tubes 124 defines an elongated rectangular passage 126 in which is disposed a fin or surface 128 in heat transfer coil. . The heat transfer surface 128 is preferably made of metal such as copper, having good heat transfer characteristics, and its general configuration can conform to the conventional practice of heat transfer in order to optimize the heat exchange from the air passing through the passage 126 to the fluid passing through the tubes 124. At each end of the flattened tubes 124 there is a tube 130 which ensures the communication and the distribution of the flow between the flattened tubes 124 and a single line 132 of fluid. At one end of the heat exchanger assembly 120, the fluid line 132 describes a direction reversing elbow (not shown) and the fluid line 132 is juxtaposed on the heat exchanger assembly. heat 120 lengthwise

Page 10 de sorte que les deux lignes d'admission et d'échappement de fluide 132 s'étendent à partir de la même extrémité de l’ensemble de tubulure 12 comme illustré à la Figure 1.Page 10 so that the two fluid intake and exhaust lines 132 extend from the same end of the tubing assembly 12 as shown in Figure 1.

En se référant maintenant à la Figure 4, on décrira la circulation de l'air à l'intérieur de l'ensemble de tubulure 10, des éléments collecteurs 14 et des tubes distributeurs 52. Comme il a été indiqué plus haut, la roue 104 du souffleur est positionnée à l'intérieur du passage d'alimentation 40, ce qui permet le passage de l'air dans ce dernier. Une portion de l'air fourni par 1 la roue 104 du souffleur pénètre dans la pluralité des passages circulaires définis par les tubes distributeurs 52 à paroi mince et se dirige vers la gauche, vers l’extérieur et loin de l’ensemble de tubulure 12. De la même manière, une portion sensiblement égale de l'air fourni par la roue 104 du souffleur pénètre dans les espaces annulaires définis par les tubes distributeurs 52 ä paroi mince et les surfaces intérieures des parois de verre intérieures 82 des éléments collecteurs 16. Cet air se dirige vers la droite, vers l'extérieur et loin de l'ensemble de tubulure 12. Dans les deux cas, au fur et à mesure que le débit d'air atteint l'extrémité des tubes distributeurs 52 et les parois de verre intérieures 82, la direction du débit s'inverse. Dans le premier cas, l'air circulant dans le passage circulaire du tube distributeur 52 commence à circuler vers l'intérieur en direction du passage 42 de retour dans les espaces annulaires définis par les tubes distributeurs 52 et les parois de verre intérieures 82 des éléments collecteurs 14. Contrairement, l'air qui ' auparavant circulait vers l'extérieur dans les régions annulaires se dirige de nouveau vers le passage 42 dans le passage circulaire défini par les tubes distributeurs 52. L'air passe ensuite à travers le passage 126 de l'ensemble d'échangeur de chaleur 120 et dégage l'énergie thermique recueillie dans les éléments collecteurs 14 en faveur de la surface 128 de l'échangeur de chaleur et éventuellement vers le fluide circulant a travers les tubes aplatis 124 de l'ensemble 120 d'échangeur de chaleur. L'air est ensuite tiré à travers l'orifice circulaire 108, à travers la roue 104 du souffleur, et se remet en circulation.Referring now to FIG. 4, the air circulation inside the tubing assembly 10, the collecting elements 14 and the distributing tubes 52 will be described. As indicated above, the wheel 104 of the blower is positioned inside the supply passage 40, which allows the passage of air therein. A portion of the air supplied by the wheel 104 of the blower enters the plurality of circular passages defined by the thin-walled distribution tubes 52 and goes to the left, outwards and away from the tubing assembly 12 Likewise, a substantially equal portion of the air supplied by the wheel 104 of the blower enters the annular spaces defined by the thin-walled distribution tubes 52 and the interior surfaces of the interior glass walls 82 of the manifold elements 16. This air is directed to the right, outwards and away from the tubing assembly 12. In both cases, as the air flow reaches the end of the distributor tubes 52 and the walls of interior glass 82, the flow direction is reversed. In the first case, the air circulating in the circular passage of the distributor tube 52 begins to flow inward towards the passage 42 back into the annular spaces defined by the distributor tubes 52 and the inner glass walls 82 of the elements collectors 14. In contrast, the air which previously circulated outwards in the annular regions again flows towards the passage 42 in the circular passage defined by the distributor tubes 52. The air then passes through the passage 126 from the heat exchanger assembly 120 and releases the thermal energy collected in the collecting elements 14 in favor of the surface 128 of the heat exchanger and possibly towards the fluid circulating through the flattened tubes 124 of the assembly 120 heat exchanger. The air is then drawn through the circular orifice 108, through the wheel 104 of the blower, and is recirculated.

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Egalement en référence à la Figure 4, on voit illustré l'espacement préféré, sans toutefois être obligatoire, entre éléments de collecteur adjacents. Comme il a été dit plus haut, les éléments collecteurs 16 sont de préférence circulaires en coupe transversale. Là où "T" indique le diamètre d'un élément collecteur 14, on a trouvé que la densité optimale, et par conséquent le meilleur rendement du point de vue collection d'énergie, sont obtenus quand les éléments collecteurs 16 sont espacés d'une distance approximativement égale . à "T". En d'autres termes, l'espacement sur centres entre éléments collecteurs équivaut de préférence à "2T". Il convient de noter, cependant, que cet espacement préféré ne doit pas être considéré comme facteur limite de la présente invention ni comme condition absolue ne devant pas être modifiée.Also with reference to FIG. 4, the preferred spacing, without however being compulsory, is shown between adjacent collector elements. As mentioned above, the collecting elements 16 are preferably circular in cross section. Where "T" indicates the diameter of a collecting element 14, it has been found that the optimum density, and consequently the best efficiency from the point of view of energy collection, are obtained when the collecting elements 16 are spaced apart from one another. approximately equal distance. to "T". In other words, the spacing on centers between collecting elements is preferably equivalent to "2T". It should be noted, however, that this preferred spacing should not be considered as a limiting factor of the present invention or as an absolute condition which should not be changed.

Comme indiqué plus haut, la voie d'approche commune pour perfectionner la distribution et le transfert de chaleur dans les systèmes classiques de traitement de l'air suivie dans l'art antérieur a comporté l'augmentation de la pression d'exploitation du système. Malheureusement, les tentatives d'application de cette logique aux systèmes de récupération de la chaleur solaire pourraient exiger une telle augmentation de l'apport d'énergie au système pour créer les pressions d'exploitation voulues que le rendement global du système en sera diminué. Dans le collecteur 10 d'énergie solaire de la présente invention, l'endroit des pertes de charge, par conséquent de turbulence et de meilleur transfert de chaleur, a été étudié avec soin en vue de se produire essentiellement aux endroits de transfert de chaleur et par conséquent de permettre l'exploitation à une pression d'air et avec un apport d'énergie exceptionnellement faibles. En ce qui concerne les éléments collecteurs 14, il convient de noter que les aires en coupe transversale des passages circulaires définis par les tubes distributeurs 52 à paroi mince et les passages annulaires définis par ‘ la paroi extérieure des tubes distributeurs 52 et les surfaces intérieures des parois intérieures 82 des éléments collecteurs 14 sont inégales, les aires en coupe transversale des premiers étant sensiblement plus importantes. Une telle disparité entre aires en coupe transversale se traduit par une vitesse de débit accrue dans les zones annulaires accompagnée de turbulence qui perturbe les couches limites adjacentes aux surfaces intérieure et extérieure des espaces annulaires, améliorant par là le transfert de la chaleur vers l'air.As indicated above, the common approach to improving the distribution and transfer of heat in conventional air treatment systems followed in the prior art has involved increasing the operating pressure of the system. Unfortunately, attempts to apply this logic to solar heat recovery systems may require such an increase in the supply of energy to the system to create the desired operating pressures that the overall efficiency of the system will be reduced. In the solar energy collector 10 of the present invention, the location of the pressure losses, hence of turbulence and better heat transfer, has been carefully studied with a view to occurring essentially at the locations of heat transfer and therefore allowing operation at an exceptionally low air pressure and energy input. As regards the collecting elements 14, it should be noted that the cross-sectional areas of the circular passages defined by the thin-walled distributor tubes 52 and the annular passages defined by the outer wall of the distributor tubes 52 and the inner surfaces of the inner walls 82 of the collecting elements 14 are uneven, the cross-sectional areas of the former being substantially larger. Such a disparity between areas in cross section results in an increased flow speed in the annular zones accompanied by turbulence which disturbs the boundary layers adjacent to the interior and exterior surfaces of the annular spaces, thereby improving the transfer of heat to the air. .

Page 12 A titre d’exemple, un tube distributeur 52 à paroi mince ayant un diamètre d'environ 1,25 de pouce aura une aire en coupe transversale interne égale à approximativement 1,2 pouces carrés. Quand il est positionné concentriquement dans la paroi intérieure 82 d'un élément collecteur. 14 ayant un diamètre interne d'environ 1,54 de pouce, l'espace annulaire résultant a une aire en coupe transversale d'environ 0,6 pouce carré, soit approximativement la moitié de l'aire en coupe transversale du passage intérieur du tube distributeur 52.As an example, a thin-walled dispensing tube 52 having a diameter of about 1.25 inches will have an internal cross-sectional area equal to approximately 1.2 square inches. When it is positioned concentrically in the interior wall 82 of a collecting element. 14 having an internal diameter of about 1.54 of an inch, the resulting annular space has a cross-sectional area of about 0.6 square inch, or approximately half the cross-sectional area of the interior passage of the tube distributor 52.

De la sorte, non seulement l'air est-il plus turbulent à l'intérieur de l'espace annulaire et pas conséquent moins susceptible de former des couches limites isolantes, mais la perte d’énergie et la perte de charge associées avec la turbulence se produisent précisément à l'endroit de l'apport d'énergie et ainsi améliorent de manière significative la récupération de l'énergie et le rendement global.In this way, not only is the air more turbulent inside the annular space and therefore less likely to form insulating boundary layers, but the loss of energy and the pressure drop associated with the turbulence occur precisely at the place of energy supply and thus significantly improve energy recovery and overall efficiency.

Par ailleurs en ce qui concerne le débit et la perte de charge, il convient , de noter la construction de l'ensemble 120 d'échangeur de chaleur. Les plaques allongées 122 obturent environ les deux tiers de l'aire en coupe transversale du passage 42 d'échappement ou de retour définissant le col du passage 126 et étranglant le débit d'air. Le débit d'air à travers le passage 126 est ainsi sensiblement plus rapide et turbulent que celui se produisant dans d'autres portions de l'ensemble de tubulure 12. Ainsi, de nouveau, l'endroit d'une perte de charge coïncide avec l'endroit du transfert d'énergie.Furthermore with regard to the flow rate and the pressure drop, it should be noted the construction of the assembly 120 of heat exchanger. The elongated plates 122 close off about two thirds of the cross-sectional area of the exhaust or return passage 42 defining the neck of the passage 126 and throttling the air flow. The air flow through the passage 126 is thus significantly faster and turbulent than that occurring in other portions of the tubing assembly 12. Thus, again, the location of a pressure drop coincides with the place of energy transfer.

Un collecteur d'énergie solaire air-liquide faisant usage d'un liquide comme dernier milieu de transfert de chaleur comporte également des avantages structuraux. L'arrangement ouvert de collecteurs, c.-à-d. l'absence de panneaux réflecteurs continus et/ou de couvercles transparents de protection, ainsi que les surfaces extérieures cylindriques des éléments collecteurs 14 se traduisent par une résistance aérodynamique très faible et éliminent virtuellement toutes considérations de charge au vent. Cette résistance réduite diminue également le besoin de grandes, lourdes et coûteuses structures de support susceptibles d'augmenter de manière significative le coût global du système collecteur d'énergie solaire. Par ailleurs, l'utilisation d'un gaz tel queAn air-liquid solar energy collector using liquid as the last heat transfer medium also has structural advantages. The open arrangement of collectors, i.e. the absence of continuous reflective panels and / or transparent protective covers, as well as the cylindrical outer surfaces of the collecting elements 14 result in very low aerodynamic resistance and virtually eliminate any wind load considerations. This reduced resistance also decreases the need for large, heavy and expensive support structures which can significantly increase the overall cost of the solar energy collector system. Furthermore, the use of a gas such as

Page 13 l'air comme milieu primaire de récupération de chaleur réduit le poids d'exploitation du collecteur, diminuant ainsi davantage la taille et le coût des éléments structuraux associés. Le fait que le milieu secondaire et final de récupération de la chaleur est un fluide tel que l'eau ayant une chaleur spécifique élevée est également avantageux. Spécifiquement, le transfert de l'énergie solaire récupérée du collecteur 10 jusqu'à l'endroit d'utilisation dans un bâtiment peut être accompli par l'utilisation d'une canalisation classique en cuivre ou de tuyaux, plus récemment mis au point, réalisés en matière plastique et bien isolés. Typiquement, cette canalisation aura un diamètre extérieur de moins d'un demi pouce et non supérieur à un pouce de diamètre après application d'un calorifugeage convenable. Ce diamètre réduit rend l'installation, surtout dans les bâtiments existants, ordinaire et généralement peu compliquée du fait que la tuyauterie peut être acheminée à travers les poutres, les montants et les parois sans complication extraordinaire.Air as the primary heat recovery medium reduces the operating weight of the collector, further reducing the size and cost of the associated structural elements. The fact that the secondary and final heat recovery medium is a fluid such as water having a high specific heat is also advantageous. Specifically, the transfer of the solar energy recovered from the collector 10 to the place of use in a building can be accomplished by the use of a conventional copper pipe or pipes, more recently developed, made plastic and well insulated. Typically, this pipe will have an outside diameter of less than half an inch and not more than an inch in diameter after application of suitable insulation. This reduced diameter makes the installation, especially in existing buildings, ordinary and generally uncomplicated because the piping can be routed through beams, uprights and walls without extraordinary complications.

- Egalement en ce qui concerne le fluide de transfert de chaleur circulant dans les tubes 124 de l'ensemble 120 d'échangeur de chaleur, il devrait être clair que l'eau constitue un bon choix d'emblée par suite de son coût réduit, de sa disponibilité, de sa sécurité et de sa chaleur spécifique élevée. Un désavantage tout aussi évident de l'utilisation de l'eau est sa suceptibilitê aux changements de phase, c.-à-d. le gel et la conséquente dilatation volumétrique qui se produit quand elle passe de la phase liquide à la phase solide. Il faut donc bien comprendre que d'autres liquides tels que les glycols ou les mélanges de glycols doivent être pris en considération en vue de leur utilisation comme fluide de récupération dans le collecteur 10. 1 apparaîtra également que la taille globale et par conséquent la capacité de récupération de l’énergie du collecteur d'énergie solaire 10 air-liquide du type unitaire sera typiquement déterminée par son application. Néanmoins on peut prévoir que le collecteur 10?comportera typiquement soixante-douze éléments collecteurs 14 disposés en quinconce en deux rangées de trente-six éléments chacune. Le nombre autant que la longueur des éléments 14 peuvent varier sensiblement.- Also with regard to the heat transfer fluid circulating in the tubes 124 of the heat exchanger assembly 120, it should be clear that water is a good choice from the start because of its reduced cost, availability, safety and high specific heat. An equally obvious disadvantage of using water is its susceptibility to phase changes, i.e. the gel and the consequent volumetric expansion which occurs when it passes from the liquid phase to the solid phase. It should therefore be clearly understood that other liquids such as glycols or mixtures of glycols must be taken into account with a view to their use as recovery fluid in the collector 10. 1 will also appear that the overall size and therefore the capacity energy recovery of the unitary air-liquid solar energy collector 10 will typically be determined by its application. However, provision can be made for the collector 10 to typically comprise seventy-two collecting elements 14 staggered in two rows of thirty-six elements each. The number as much as the length of the elements 14 can vary significantly.

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Finalement, la disposition en quinconce des tubes distributeurs 52 et des éléments 14 mérite d’être remarquée. Cette disposition simplifie beaucoup la construction de l’ensemble de tubulure 12, particulièrement de la chicane 36.Finally, the staggered arrangement of the distributor tubes 52 and the elements 14 is worth noting. This arrangement greatly simplifies the construction of the tubing assembly 12, particularly of the baffle 36.

Dans de nombreux collecteurs de l’art antérieur, plusieurs chicanes et passages étaient nécessaires pour distribuer l’air en direction des différents éléments de récupération de la chaleur. Cette complexité, outre augmenter le coût du collecteur, se traduisait souvent par une mauvaise distribution de l’air.In many collectors of the prior art, several baffles and passages were necessary to distribute the air towards the various elements of heat recovery. This complexity, in addition to increasing the cost of the manifold, often resulted in poor air distribution.

. Dans le collecteur d'énergie solaire 10 de la présente invention, deux passa ges parallèles essentiellement identiques 40 et 42 assurent la distribution directe et uniforme de l’air vers les éléments collecteurs 14 et les tubes distributeurs 52.. In the solar energy collector 10 of the present invention, two essentially identical parallel passages 40 and 42 ensure the direct and uniform distribution of the air to the collecting elements 14 and the distributing tubes 52.

Le mode précédent est le meilleur mode imaginé par l’inventeur pour la mise en oeuvre de la présente invention. Il est évident, cependant, que des dispositifs comportant des modifications et des variantes apparaîtront à l’homme versé dans l'art de la récupération de l'énergie solaire. Etant donné que la description qui vient d'être faite est destinée à permettre à ceux versés dans l'art de mettre en oeuvre la présente invention, elle devrait aussi être interprétée de manière à comprendre lesdites variations évidentes et de ne se trouver limitée que par l'esprit et la portée des revendications suivantes.The previous mode is the best mode imagined by the inventor for the implementation of the present invention. It is evident, however, that devices with modifications and variations will appear to those skilled in the art of solar energy recovery. Given that the description which has just been made is intended to enable those versed in the art to implement the present invention, it should also be interpreted so as to understand the said obvious variations and to be limited only by the spirit and scope of the following claims.

Claims (16)

1. Collecteur solaire air-liquide comportant en combinaison une tubulure ayant deux passages, une pluralité d'éléments collecteurs solaires ayant une paroi intérieure, un membre creux allongé disposé â l'intérieur de chacun desdits éléments collecteurs, chacun desdits membres creux définissant un passage intérieur communiquant avec l'un desdits passages de la tubulure et chacun des- ” dits éléments collecteurs respectifs définissant un passage extérieur entre ladite paroi intérieure dudit élément collecteur et ledit membre allongé communiquant avec l'autre desdits passages de la tubulure, et un échangeur de chaleur air-liquide disposé dans l'un desdits passages.1. Air-liquid solar collector comprising in combination a tube having two passages, a plurality of solar collecting elements having an interior wall, an elongated hollow member disposed inside each of said collecting elements, each of said hollow members defining a passage. interior communicating with one of said passages of the tubing and each of said respective collecting elements defining an external passage between said interior wall of said collecting element and said elongated member communicating with the other of said passages of tubing, and a heat exchanger air-liquid heat disposed in one of said passages. 2. Collecteur solaire' de la revendication 1 comportant par ailleurs des moyens pour faire circuler l'air à travers lesdits éléments collecteurs, lesdits membres creux, lesdits passages et ledit échangeur de chaleur.2. Solar collector 'of claim 1 further comprising means for circulating air through said manifold elements, said hollow members, said passages and said heat exchanger. 3. Collecteur solaire de la revendication 1 comportant par ailleurs une structure de bâti servant de support â ladite tubulure et auxdits éléments collecteurs.3. The solar collector of claim 1 further comprising a frame structure serving to support said tubing and said collecting elements. 4. Collecteur solaire de la revendication 1 dans lequel lesdits éléments collecteurs sont disposés en deux rangées sur les faces opposées de ladite tubulure en un arrangement co-planaire.4. The solar collector of claim 1 wherein said collecting elements are arranged in two rows on the opposite faces of said tubing in a co-planar arrangement. 5. Collecteur solaire de la revendication 1 dans lequel lesdits éléments collecteurs sont cylindriques et sont disposés en deux rangées sur les cotés opposés de ladite tubulure en relation parallèle avec lesdits éléments cylindrLqies et tous lesdits éléments de l'une desdites rangées sont décalés latéralement λ par rapport auxdits éléments de l'autre desdites rangées d'une distance environ égale audit diamètre. 1 2 3 4 Collecteur solaire de la revendication 1 dans lequel ledit échangeur de cha 2 leur s'étend sensiblement le long de toute la longueur de l'un desdits pas 3 sages de la tubulure et comporte des moyens allongés servant à obturer une 4 portion de la largeur dudit passage. Page 165. The solar collector of claim 1 in which said collector elements are cylindrical and are arranged in two rows on the opposite sides of said tube in parallel relationship with said cylindrical elements and all of said elements in one of said rows are offset laterally λ by relative to said elements of the other of said rows by a distance approximately equal to said diameter. 1 2 3 4 The solar collector of claim 1 wherein said heat exchanger cha 2 extends substantially along the entire length of one of said steps 3 wise of the tubing and comprises elongated means for sealing a portion 4 the width of said passage. Page 16 7. Collecteur solaire air-liquide comportant en combinaison une tubulure ayant deux passages adjacents, une pluralité d'ensembles de tubes collecteurs évacués, chacun desdits ensembles comprenant un élément collecteur allongé ayant une paroi intérieure et un membre creux allongé disposé à l'intérieur et définissant un passage intérieur dans ledit membre et un passage extérieur entre ledit membre et ladite paroi intérieure dudit élément collecteur, ledit passage intérieur de chacun desdits ensembles communiquant avec l'un desdits deux * passages de la tubulure et les passages extérieurs de chacun desdits ensembles communiquant avec l'autre desdits deux passages de la tubulure, un échangeur de chaleur air-liquide disposé dans l’un desdits deux passages de la tubulure et des moyens pour faire circuler l'air à travers lesdits passages, lesdits ensembles collecteurs et ledit échangeur de chaleur.7. Air-liquid solar collector comprising in combination a tube having two adjacent passages, a plurality of sets of evacuated collecting tubes, each of said sets comprising an elongated collecting element having an inner wall and an elongated hollow member disposed inside and defining an interior passage in said member and an exterior passage between said member and said interior wall of said collecting element, said interior passage of each of said assemblies communicating with one of said two * passages of the tubing and the exterior passages of each of said communicating assemblies with the other of said two passages of the tubing, an air-liquid heat exchanger disposed in one of said two passages of the tubing and means for circulating air through said passages, said manifold assemblies and said heat exchanger heat. 8. Collecteur solaire air-liquide de la revendication 7 dans lequel lesdits éléments collecteurs sont cylindriques et sont disposés en deux rangées co-planaires sur les côtés opposés de ladite tubulure en relation parallele et espacés entre eux d'une distance environ égale au diamètre desdits éléments et lesdits éléments dans l'une desdites rangées sont décalés latéralement par rapport auxdits éléments dans l'autre desdites rangées d'une distance environ égale audit diamètre.8. Solar air-liquid collector of claim 7 wherein said collecting elements are cylindrical and are arranged in two co-planar rows on opposite sides of said tubing in parallel relationship and spaced apart by a distance approximately equal to the diameter of said elements and said elements in one of said rows are offset laterally with respect to said elements in the other of said rows by a distance approximately equal to said diameter. 9. Collecteur solaire air-liquide de la revendication 7 dans lequel lesdit moyens de circulation d'air comportent un moteur électrique, une roue de souffleur, " et ladite tubulure comporte par ailleurs des moyens destinés à aider la dis tribution uniforme de l'air à l'intérieur d'un au moins desdits passages de la tubulure. 1 2 3 4 5 Collecteur solaire air-liquide de la revendication 7 dans lequel ledit échan 2 geur de chaleur comporte une paire de tubes parallèles de transport de liquide 3 définissant un passage pour l’air, des moyens disposés dans ledit passage d'air 4 pour augmenter le transfert de chaleur entre l'air circulant dans ledit pas 5 sage d'air et le liquide circulant dans lesdits tubes et des moyens pour obturer une portion de l'un desdits deux passages de la tubulure dans lequel l'échangeur de chaleur est disposé. Page 179. The air-liquid solar collector of claim 7 in which the said air circulation means comprise an electric motor, a blower wheel, "and said tube also comprises means intended to aid the uniform distribution of air. inside at least one of said passages of the tubing 1 2 3 4 5 An air-liquid solar collector of claim 7 in which said heat exchanger 2 comprises a pair of parallel liquid transport tubes 3 defining a air passage, means arranged in said air passage 4 for increasing the heat transfer between the air circulating in said air passage 5 and the liquid circulating in said tubes and means for closing a portion of one of said two passages of the pipe in which the heat exchanger is arranged. 11. Collecteur solaire air-liquide de la revendication 7 dans lequel ladite tubulure comporte une gaine extérieure et une gaine intérieure définissant entre elles un volume, ledit volume occupé par une matière isolante, une chicane, disposée sensiblement centralement â l'intérieur de ladite gaine intérieure et définissant lesdits deux passages de la tubulure et une pluralité d'orifices destinés à recevoir une extrémité dudit membre creux allongé.11. solar air-liquid collector of claim 7 wherein said tubing comprises an outer sheath and an inner sheath defining between them a volume, said volume occupied by an insulating material, a baffle, disposed substantially centrally inside said sheath inside and defining said two passages of the tubing and a plurality of orifices intended to receive one end of said elongated hollow member. 12. Collecteur solaire air-liquide comportant en combinaison une tubulure ayant une gaine extérieure, une gaine intérieure, une chicane disposée sensiblement centralement dans ladite gaine intérieure et définissant deux passages adjacents, un échangeur de chaleur air-liquide disposé dans l’un desdits passages et des moyens pour faire circuler l'air, une pluralité d'ensembles de tubes collecteurs évacués, chaque ensemble coportant un élément collecteur allongé ayant une paroi intérieure et une paroi extérieure et un membre creux allongé disposé à l'intérieur et définissant un passage intérieur dans ledit membre et un passage extérieur entre ledit membre et ladite paroi intérieure dudit -v élément collecteur, ledit passage intérieur de chacun desdits ensembles collecteurs communiquant avec l'un desdits deux passages de la tubulure et le passage extérieur de chacun desdits ensembles communiquant avec l'autre desdits deux passages de la tubulure.12. Solar air-liquid collector comprising in combination a tube having an outer sheath, an inner sheath, a baffle disposed substantially centrally in said inner sheath and defining two adjacent passages, an air-liquid heat exchanger disposed in one of said passages. and means for circulating air, a plurality of sets of evacuated manifold tubes, each set having an elongated manifold having an inner wall and an outer wall and an elongated hollow member disposed therein and defining an interior passage in said member and an exterior passage between said member and said interior wall of said collecting element, said interior passage of each of said manifold assemblies communicating with one of said two passages of the tubing and the exterior passage of each of said assemblies communicating with the 'other of said two passages of the tubing. 13. Collecteur solaire air-liquide de la revendication 12 dans lequel l'aire en coupe transversale desdits passages intérieurs est environ le double de l'aire . en coupe transversale desdits passages extérieurs.13. The air-liquid solar collector of claim 12 wherein the cross-sectional area of said interior passages is approximately twice the area. in cross section of said outer passages. 14. Collecteur solaire air-liquide de la revendication 12 dans lequel lesdits membres creux allongés comportent des moyens pour les maintenir en relation sen- *· siblement coaxiale dans ladite paroi intérieure desdits éléments collecteurs. 1 * Collecteur solaire air-liquide de la revendication 12 comportant par ailleurs des dalles isolantes disposées entre ladite gaine extérieure et ladite gaine intérieure. Page 1814. The air-liquid solar collector of claim 12 wherein said elongated hollow members comprise means for maintaining them in a substantially coaxial relationship in said interior wall of said collecting elements. 1 * solar air-liquid collector of claim 12 further comprising insulating tiles disposed between said outer sheath and said inner sheath. Page 18 16. Collecteur solaire air-liquide de la revendication 7 dans lequel ledit échangeur de chaleur comporte une paire de tubes parallèles de transport de liquide définissant un passage d'air, des moyens disposés dans ledit passage d'air et destinés à augmenter le transfert de chaleur entre l'air circulant dans ledit passage d'air et le liquide circulant dans lesdlts tubes et des moyens servant à obturer une portion de l'un desdits deux passages de la tubulure dans lequel est dispose l'échangeur de chaleur,16. The air-liquid solar collector of claim 7 wherein said heat exchanger comprises a pair of parallel liquid transport tubes defining an air passage, means arranged in said air passage and intended to increase the transfer of heat between the air circulating in said air passage and the liquid circulating in said tubes and means serving to close off a portion of one of said two passages of the pipe in which the heat exchanger is placed, 17. Collecteur solaire air-liquide de la revendication 12 comportant par ailleurs une structure de bâti servant à supporter ladite tubulure et lesdits ensembles collecteurs.17. Solar air-liquid collector of claim 12 further comprising a frame structure for supporting said tubing and said manifold assemblies. 18. Collecteur solaire air-liquide de la revendication 12 dans lequel lesdits moyens pour faire circuler l'air comprennent un moteur électrique et une roue de souffleur et ladite tubulure comporte par ailleurs des moyens destinés à aider la distribution uniforme de l'air dans l'un au moins desdits deux passages.18. The solar air-liquid collector of claim 12 in which said means for circulating air comprise an electric motor and a blower wheel and said tube also comprises means intended to aid the uniform distribution of air in the 'at least one of said two passages. 19. Collecteur solaire air-liquide de la revendication 12 dans lequel lesdits éléments collecteurs sont cylindriques et sont disposés en deux rangées co-planaires sur les cotés opposés de ladite tubulure en relation parallèle et espacés entre eux d'une distance environ égale au diamètre desdits éléments et lesdits éléments dans l'une desdites rangées sont décalés par rapport auxdits éléments desdites autres rangées d'une distance environ égale audit diamètre. i # » *19. The air-liquid solar collector of claim 12 wherein said collecting elements are cylindrical and are arranged in two co-planar rows on opposite sides of said tubing in parallel relationship and spaced apart by a distance approximately equal to the diameter of said elements and said elements in one of said rows are offset from said elements of said other rows by a distance approximately equal to said diameter. i # "*
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