NL8001626A

NL8001626A - Greenhouse solar heating system - pumps air around circuit with heat storage vessel and water heater to vary heat output

Info

Publication number: NL8001626A
Application number: NL8001626A
Authority: NL
Original assignee: Gabriella Quiroz
Priority date: 1980-03-19
Filing date: 1980-03-19
Publication date: 1981-10-16

Abstract

The solar heating system using air as a heat exchange medium, has the heat collectors arranged in parallel, and interconnected by ducts across their ends. Between the building to be heated such as a greenhouse (1) and the heat collectors (3) is a fan (2) which forces the air through the ducts (6b, 6c). The air then passes from the collector to a hot air storage vessel (4) and a heat exchanger (5) before travelling along a return line (7) to the greenhouse. The storage vessel has a high capacity, the heat exchanger can be used for hot water. There is a bypass line (9) connecting the output side of the collectors with the greenhouse, and for rapid heating up this line is used disconnecting the remainder (4, 5) of the circuit. Then this line is shut off, and heat is stored in the storage vessel. The output of the pump can then be varied to maintain a required temperature.

Description

.............' ^ 4 4 ' N.0. 28886 1............. '^ 4 4' N.0. 28886 1

Met zonne-energie gevoed verwarmingsstelsel voor liet verwarmen van de inwendige ruimten van een constructie.Solar powered heating system for heating the interior spaces of a structure.

De uitvinding heeft betrekking op een verwarmingsstelsel voor het door middel van zonne-energie tot een vooraf bepaalde temperatuur verwarmen van de inwendige ruimten van een constructie, in het bijzonder de inwendige 5 ruimten van een broeikas ,, waarbij het mogelijk is direct de omgevingslucht /zonder toepassing van hulpfluïdums automatisch te verwarmen en niet slechts door toepassing van zonne-energie die op enige elementen van het stelsel (zonne-collectoren) inwerkt, maar ook van thermische ener-10 gie/ die op een of andere wijze in de genoemde omgeving wordt gebracht zowel door de op de constructie overgebrachte zonne-energie als door inwendige verwarmingsbronnen van de omgeving zelf. Het stelsel volgens de uitvinding dat'realiseerbaar is bij gematigde kosten, vereist 15 slechts een beperkt onderhoud en is zeer betrouwbaar.The invention relates to a heating system for heating the internal spaces of a construction, in particular the internal spaces of a greenhouse, by means of solar energy, to a predetermined temperature. application of auxiliary fluids to be heated automatically and not only by the application of solar energy acting on some elements of the system (solar collectors), but also of thermal energy / which is brought in some way in the said environment both by the solar energy transferred to the structure and by internal heating sources from the environment itself. The system of the invention, which is realizable at moderate costs, requires only limited maintenance and is very reliable.

Zoals bekend wordt gewoonlijk verwarming van de inwendige ruimten van een constructie door middel van zonne-energie uitgevoerd met behulp van collectoren, binnen elk waarvan een vloeistof, gewoonlijk water, in circulatie wordt 20 gebracht, die in een geschikt stelsel wordt gebruikt voor het overbrengen van de warmte door middel van inrichtingen van diverse typen op de lucht aanwezig in de genoemde ruimten. Gewoonlijk werkt met de zonne-collectoren een warmte accumulator samen, die is ingericht voor het opslaan van 25 de thermische energie die niet rechtstreeks in het stelsel wordt gebruikt.As is known, heating of the interior spaces of a structure by solar energy is usually carried out using collectors, within which a liquid, usually water, is circulated, which is used in a suitable system for transferring the heat by means of devices of various types on the air present in the said spaces. Usually a solar accumulator cooperates with the solar collectors, which is arranged to store the thermal energy which is not used directly in the system.

De stelsels die volgens dit schema werken hebben diverse nadelen.The systems operating according to this scheme have several drawbacks.

Ten eerste is het totale thermische rendement van het 30 stelsel tamelijk gematigd vanwege de dubbele warmtetrans-missie, ten eerste van de zonne-energie naar het hulpfluï-dum en daarna van dit laatstgenoemde naar de lucht. In feite is in de tweede thermische uitwisseling een temperatuur-sprong beschikbaar die kleiner is dan die gebruikt wordt 35 in de eerste thermische uitwisseling, zodat de gehele hoeveelheid beschikbare warmte niet rationeel wordt gebruikt.First, the overall thermal efficiency of the system is rather moderate because of the double heat transfer, first of the solar energy to the auxiliary fluid, and then from the latter to the air. In fact, in the second thermal exchange, a temperature jump is available that is smaller than that used in the first thermal exchange, so that the entire amount of available heat is not used rationally.

Voorts hebben de in het stelsel toegepaste zonnecollectoren 800 1 5 26 t < 2 een zeer matig rendement, omdat de energie die zij aan de accumulator toevoeren, gewoonlijk wordt overgedragen "bij een tamelijk hoge temperatuur die in elk geval niet het meest geschikt is om de collectoren met een goed rendement te 5 doen functioneren. Bovendien hebben de collectoren een tamelijk complexe en derhalve dure constructie, vereisen een continu onderhoud en in het algemeen is hun betrouwbaarheid matig als gevolg van mogelijke lekkage, stolling of koken van het hulpfluïdum.Furthermore, the solar collectors 800 1 5 26 t <2 used in the system have a very moderate efficiency, because the energy they supply to the accumulator is usually transferred "at a rather high temperature which is in any case not most suitable to to operate collectors with good efficiency In addition, the collectors have a rather complex and therefore expensive construction, require continuous maintenance and generally their reliability is poor due to possible leakage, solidification or boiling of the auxiliary fluid.

10 De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een stel sel van in de aanhef genoemde soort, waarbij de hierboven beschreven nadelen worden vermeden.The object of the invention is to provide a system of the type mentioned in the preamble, wherein the above-described drawbacks are avoided.

In beginsel voorziet de uitvinding in een stelsel voor het door middel van zonne-energie tot een vooraf bepaalde 15 temperatuur verwarmen van de inwendige ruimten van een constructie, welke constructie ingericht is om ook andere thermische energie uit warmtetoevoermiddelen te ontvangen, met het kenmerk, dat het stelsel bestaat uit een zuigin-richting die lucht uit de inwendige ruimten van de con-20 structie kan zuigen en die deze langs het stelsel kan transporteren, tenminste een zonnecollector waar doorheen de lucht stroomt voor het verwarmen daarvan en die een bepaalde hoeveelheid warmte opslaat afgeleid van de daar doorheen stromende lucht door middel van verwarming van een accumu-25 latie inrichting met een hoge thermische capaciteit, waarbij de inwendige ruimten van de constructie, de zuiginrichting, de collector en de accumulator in serie zijn geschakeld langs een leiding die de lucht transporteerd van de genoemde ruimten naar de accumulator, en waarbij een retourleiding 30 aanwezig is voor het terug brengen van de lucht van de genoemde accumulator naar de genoemde ruimten van de constructie.In principle, the invention provides a system for heating the internal spaces of a structure by means of solar energy to a predetermined temperature, which structure is adapted to also receive other thermal energy from heat supply means, characterized in that the system consists of a suction device which can draw air from the interior spaces of the structure and which can transport it along the system, at least one solar collector through which the air flows for heating it and which stores a certain amount of heat derived from the air flowing therethrough by heating an accumulator with a high thermal capacity, the interior spaces of the structure, the suction device, the collector and the accumulator being connected in series along a pipe connecting the air transported from said spaces to the accumulator, and a return line 30 being provided zig is for returning the air from said accumulator to said spaces of the structure.

Het stelsel volgens de uitvinding omvat volgens de uitvoeringsvorm instelinrichtingen voor het instellen van de 35 temperatuur van de afgevoerde lucht van de collector naar de accumulator, welke inrichtingen de genoemde afvoertempe-ratuur op een enigszins hoger niveau kunnen handhaven, dat met een vooraf bepaalde waarde hoger ligt dan de gemiddelde temperatuur van de accumulatie inrichting met een hoge ther-40 mische capaciteit.The system according to the invention according to the embodiment comprises adjusting devices for adjusting the temperature of the exhaust air from the collector to the accumulator, which devices can maintain said discharge temperature at a slightly higher level, that with a predetermined value higher than the average temperature of the accumulator with a high thermal capacity.

800 1 6 26 ' ' ..... ' ' ·· i 3800 1 6 26 '' ..... '' ·· i 3

De uitvinding voorziet voorts in een collector voor het stelsel, die gekenmerkt is door tenminste een plaat uit zwart materiaal met een lage thermische geleidbaarheid, laags tenminste een oppervlak waarvan- de lucht stroomt, 5 teneinde een zeer hoge temperatuurgradiënt in de richting van de luchtstroom te verkrijgen, waarbij het genoemde materiaal geen metaal is.The invention further provides a collector for the system, which is characterized by at least one sheet of black material with a low thermal conductivity, at least one surface of which air flows, in order to produce a very high temperature gradient in the direction of the air flow. wherein said material is not metal.

De collector volgens de uitvinding heeft een omhulsel hoofdzakelijk in de vorm van een parallellepipedum waarin 10 de plaat is geplaatst, welke plaat een hoofdzakelijk rechthoekvormig profiel heeft en welk omhulsel twee gaten heeft, een voor de invoer en de andere voor de afvoer van lucht, die elk hoofdzakelijk rechthoekvormig zijn en een breedte hebben die nagenoeg gelijk is aan die van de kleinere zijden 15 van de plaat, welke gaten evenwijdig aan de genoemde zijde en aangrenzend daaraan zijn geplaatst.The collector according to the invention has a casing mainly in the form of a parallelepiped in which the plate is placed, which plate has a mainly rectangular profile and which casing has two holes, one for the inlet and the other for the discharge of air, which each of which is substantially rectangular in shape and has a width substantially equal to that of the smaller sides of the plate, which holes are placed parallel to said side and adjacent thereto.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: figuur 1 schematisch de elementen toont die het stelsel 20 volgens de uitvinding vormen, alsmede hun verbindingen; figuur 2 een aanzicht van een deel van de collector volgens de uitvinding voorstelt; figuur 5 een schematisch achteraanzicht van de kanalen voor de verbinding van sommige in het stelsel gebruikte col-25 lectoren illustreert; figuur 4 tot en met 7 grafieken tonen die de experimentele testresultaten illustreren uitgevoerd aan het stelsel volgens de uitvinding.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which: figure 1 schematically shows the elements forming the system 20 according to the invention, as well as their connections; figure 2 represents a view of a part of the collector according to the invention; Figure 5 illustrates a schematic rear view of the channels for connecting some collectors used in the system; Figures 4 to 7 show graphs illustrating the experimental test results performed on the system of the invention.

Het stelsel volgens de uitvinding is bedoeld voor het 30 tot een vooraf bepaalde temperatuur verwarmen van de inwendige ruimten van een constructie, bijvoorbeeld een huurhuis, een industrieel gebouw of een gebouw bestemd voor elk ander gebruik. In het bijzonder is het stelsel volgens de uitvinding geschikt voor het verwarmen van de inwendige ruimten 35 van een broeikas. De inwendige ruimten van de constructie die met het verwijzingsnummer 1 in figuur 1 zijn aangeduid, kunnen niet slechts thermische energie opnemen uit de lucht die daarin is ingevoerd door middel van de leidingen van het stelsel die hierna zullen worden beschreven, maar die 40 ook rechtstreeks hetzij van buiten de constructie af (bijvoor- 800 1 6 26 4 * ♦ · beeld uit de invallende zonnestralen) of uit elke andere warmtebron geplaatst binnen de genoemde ruimten. Zulk een bron kan worden gevormd door elke bedrijfsmachine of inrichting. In het bijzonder, indien de constructie 1 een broei-5 kas is, is de van buiten afkomstige energie de zonne-energie ingebracht in de broeikas door de zonnestralen.The system according to the invention is intended for heating the interior spaces of a structure to a predetermined temperature, for example a rental house, an industrial building or a building intended for any other use. In particular, the system according to the invention is suitable for heating the interior spaces of a greenhouse. The internal spaces of the structure, which are designated with reference numeral 1 in Figure 1, can not only absorb thermal energy from the air introduced therein through the conduits of the system which will be described below, but which can also directly or from outside the construction (eg 800 1 6 26 4 * ♦ · image from the incident sun rays) or from any other heat source placed within the mentioned spaces. Such a resource can be any business machine or device. In particular, if the structure 1 is a greenhouse, the outside energy is the solar energy introduced into the greenhouse by the sun's rays.

Ëet stelsel volgens d^uitvinding omvat een zuigin-richting 2 die bijvoorbeeldvgevormd door een zuigpomp, een of meer zonnecollectoren (waarvan er slechts een met het 10 verwijzingsnummer 3 is aangeduid en in figuur 1 is getoond), een warmte accumulator 4 en een lucht-water-warmte-uitwis-selaar 5· De genoemde elementen van het stelsel zijn in serie verbonden met de constructie 1 door middel van een voedingsleiding bestaande uit de secties 6a, 6b, 6c, 6d die 15 zoals uit figuur 1 blijkt, de constructie, de zuiginrich-ting, de collector, de accumulator en.de warmte-uitwisse-laar kunnen verbinden.The system according to the invention comprises a suction device 2 formed, for example, by a suction pump, one or more solar collectors (only one of which is designated with reference number 3 and shown in Figure 1), a heat accumulator 4 and an air water heat exchanger 5 · The said elements of the system are connected in series with the construction 1 by means of a supply line consisting of the sections 6a, 6b, 6c, 6d which 15 as shown in figure 1, the construction, connect the suction device, the collector, the accumulator and the heat exchanger.

De collector 3 kan elke luchtcollector zijn, dat wil zeggen een collector waar doorheen lucht kan stromen die 20 daarin wordt verwarmd. Bij voorkeur is de collector van het type dat hierna zal worden beschreven en dat deel uitmaakt van de uitvinding, De warmte accumulator 4 is een accumulator bestaande uit een accumulatie-inrichting met een hoge thermische capaciteit die tot een vooraf bepaalde tempe-25 ratuur kan worden verwarmd, wanneer daarlangs lucht stroomt. Deze warmte accumulator kan bijvoorbeeld van een bekend type zijn, waarbij de accumulatie-inrichtingen worden gevormd door platen van steen of elk ander materiaal met een hoge thermische capaciteit. De warmte-uitwisselaar 5 die bij voorkeur 30 maar niet noodzakelijkerwijze in het stelsel is opgenomen, is van het lucht-vloeistoftype, dat wil zeggen dat daar doorheen lucht kan stromen om de thermische energie van deze laatstgenoemde over te brengen op een vloeistof, gewoonlijk water, die in een -gescheiden keten (niet getoond) in circulatie 35 wordt gebracht, welke keten met elke gebruiksinrichting kan worden verbonden, bijvoorbeeld een warmte uitwisselaar die zowel in de constructie 1 als in elke andere constructie kan worden gebruikt.The collector 3 can be any air collector, ie a collector through which air can flow which is heated therein. Preferably, the collector is of the type to be described hereinafter and which forms part of the invention. The heat accumulator 4 is an accumulator consisting of a high thermal capacity accumulator which can be heated to a predetermined temperature. heated when air flows past it. This heat accumulator can for instance be of a known type, the accumulation devices being formed of slabs of stone or any other material with a high thermal capacity. The heat exchanger 5, which is preferably but not necessarily included in the system, is of the air-liquid type, that is, air can flow through it to transfer the thermal energy of the latter to a liquid, usually water which is circulated in a separate circuit (not shown), which circuit can be connected to any use device, for example a heat exchanger which can be used in construction 1 as well as in any other construction.

Zoals uit figuur 1 blijkt, is de warmte-uitwisselaar 5 40 via een retourleiding 7 verbonden met de inwendige ruimten 800 1 626 * * « 5 van de constructie 1. By voorkeur kunnen de leidingssecties 8, 9 de zuiginrichting 2 vertinden met de uitwisselaar 4 resp. de retourleiding 7· Op geschikte wijze zijn langs de genoemde secties onderbrekingsinrichtingen aangebracht, 5 teneinde een gewenste baan voor de luchtstroom door het stelsel tot stand te brengen.As can be seen from figure 1, the heat exchanger 5 40 is connected via a return line 7 to the interior spaces 800 1 626 * 5 of the construction 1. Preferably, the line sections 8, 9 can connect the suction device 2 to the exchanger 4 resp. the return line 7 · Interrupting devices are suitably arranged along said sections to create a desired path for the airflow through the system.

De collector 3 die in figuur 2 in perspectief is getoond, bestaat in beginsel uit een omhulsel 10 met in hoofdzaak de vorm van een parallellepipedum, met een bodem 10 11 en twee paren tegenover elkaar gelegen zijwanden 12, 13 die tesamen met de bodem,een hoofdzakelijk parallellepipedum vormige holte begrenzen. Bij voorkeur is het omhulsel vervaardigd van een materiaal met een lage thermische geleidbaarheid, by voorkeur een kunststof, of bijvoorbeeld 15 polyurethaan. In dit laatstgenoemde geval is de dichtheid van het materiaal zodanig gekozen dat in het centrale gedeelte de dichtheid hoger is dan naby de oppervlakken. Op deze wyze is een grote mechanische sterkte van het omhulsel verkregen tesamen met van binnen naar buiten een lage 20 coefficient van thermische transmissie.The collector 3 shown in perspective in Figure 2 basically consists of an envelope 10 having substantially the shape of a parallelepiped, with a bottom 11 and two pairs of opposed side walls 12, 13 which, together with the bottom, define mainly parallelepiped shaped cavity. Preferably, the envelope is made of a material with a low thermal conductivity, preferably a plastic, or, for example, polyurethane. In the latter case, the density of the material is chosen such that in the central part the density is higher than near the surfaces. In this mode, a high mechanical strength of the casing is obtained along with a low coefficient of thermal transmission from the inside out.

Binnen het omhulsel is een plaat van zwart materiaal» by voorkeur gegolfd, aangebracht aangeduid met het verwy-zingsnummer 14 in figuur 2. Deze is vervaardigd van een materiaal met een lage thermische geleidbaarheid, dat niet 25 van metaal is vervaardigd en dat de transmissie door geleiding in de richting van de lengte-as van de plaat kan verhinderen van merkbare hoeveelheden warmte'en aldus langs de genoemde as en op een wyze die hierna zal worden toegelicht, een hoge thermische gradient kan tot stand brengén.Within the enclosure, a sheet of black material, preferably corrugated, is applied, indicated by the reference number 14 in Figure 2. It is made of a material with a low thermal conductivity, which is not made of metal and which transmits through conduction in the direction of the longitudinal axis of the plate can prevent noticeable amounts of heat thus along the said axis and in a manner which will be explained hereinafter, can achieve a high thermal gradient.

30 Op de wanden 12 en 13 van het omhulsel is een schou der 15 aangebracht waarop een doorzichtige beschermings-plaat rust die by voorkeur van glas is en die tegen de genoemde schouder door middel van een frame 16 is vergrendeld, zoals in figuur 2 is getoond, Boven dit frame is een af-35 dichting 17 aangebracht vervaardigd van bijvoorbeeld kunststof, rubber of dergelyke, waarvan het bovenoppervlak 18 samenvalt met of enigszins uitsteekt ten opzichte van het oppervlak 19 dat aan de bovenzyde het omhulsel 10 begrenst. Dankzy deze constructieve byzonderheid kan de collector 3 40 tegen een vlakke doorzichtige plaat rusten, byvoorbeeld een 80 0 1 6 26 • * * 6 glasplaat of elke constructie, in het bijzonder de constructie 1 waarvan de inwendige ruimten door het stelsel moeten worden verwarmd.A shoulder 15 is mounted on the walls 12 and 13 of the casing on which rests a transparent protective plate which is preferably made of glass and which is locked against the said shoulder by means of a frame 16, as shown in figure 2 Above this frame is provided a seal 17 made of, for example, plastic, rubber or the like, the top surface 18 of which coincides with or protrudes slightly from the surface 19 which delimits the cover 10 on the upper section. Thanks to this particular construction, the collector 3 40 can rest against a flat transparent plate, for example an 80 0 1 6 26 • * * 6 glass plate or any construction, in particular the construction 1 whose internal spaces are to be heated by the system.

Het omhulsel 10 is voorzien van een paar gaten 20, 21 5 voor invoer resp. afvoer van de lucht. Het profiel van elk van deze gaten is rechthoekig, waarbij de langste zijde nagenoeg evenwijdig aan een van de wanden 13 van het omhulsel en op een kleine afstand daarvan is geplaatst. Op voordelige wijze wordt de verbinding tussen de zij aan zij geplaatste 10 collectoren, zie figuur 3» verkregen door toepassing van twee kanalen 22, 23, waarvan de eerste de inlaatgaten 20 met elkaar kan verbinden en de tweede de uitlaatgaten 21 volgens het schema getoond in figuur 3* De kanalen 22 en 23 zijn verbonden met de leidingssecties 6b resp. 6c van fig. 1, 15 teneinde in de genoemde kanalen luchtstromen met een tegengestelde stroomrichting te verkrijgen. E3jk van deze kanalen kunnen op voordelige wijze worden voorzien van een flens 24 met een nagenoeg rechthoekige vorm, die kan worden gekoppeld met een bijbehorend gat 20 resp. 21 van een collector.The casing 10 is provided with a pair of holes 20, 21 for entry or exit. exhaust of the air. The profile of each of these holes is rectangular, the longest side being located substantially parallel to one of the walls 13 of the casing and a short distance from it. The connection between the side-by-side collectors, see figure 3, is advantageously obtained by using two channels 22, 23, the first of which can connect the inlet holes 20 to each other and the second the outlet holes 21 according to the scheme shown in figure 3 * The channels 22 and 23 are connected to the conduit sections 6b, respectively. 6c of FIGS. 1, 15 in order to obtain air flows with an opposite flow direction in said channels. Each of these channels can advantageously be provided with a flange 24 of a substantially rectangular shape, which can be coupled to an associated hole 20 and 20, respectively. 21 from a collector.

20 Het stelsel omvat inatelinrichtingen (niet getoond) die de temperatuur van de afgevoerde lucht uit de collector 3 naar de accumulator 4 kunnen instellen. De genoemde inrichtingen kunnen deze temperatuur op een niveau constant houden, dat enigszins hoger ligt dan de temperatuur van de 25 accumulatie-inrichtingen binnen de accumulator 4. De genoemde instelinrichtingen omvatten organen voor het variëren van de luchtstroom door de collector 3, die derhalve op eenvoudige wijze de capaciteit van de pomp 2 kunnen beïnvloeden zodanig dat een variatie van de genoemde gemid-30 delde temperatuur binnen de warmte accumulator 4 een overeenkomstige toename van de variatie van de afgifte van de pomp levert. Om redenen die hierna zullen worden toegelicht, wordt de genoemde instelling zodanig uitgevoerd, dat de genoemde afgifte toeneemt of afneemt wanneer de tem-35 peratuur van het uit de collector 3 naar de accumulator 4 afgevoerde lucht moet worden verlaagd resp. verhoogd.The system includes adjustment devices (not shown) that can adjust the temperature of the exhaust air from the collector 3 to the accumulator 4. Said devices can keep this temperature constant at a level slightly higher than the temperature of the accumulation devices within the accumulator 4. Said adjustment devices comprise means for varying the air flow through the collector 3, which is therefore easy to manner may affect the capacity of the pump 2 such that a variation of said average temperature within the heat accumulator 4 produces a corresponding increase in the variation of the delivery of the pump. For reasons which will be explained hereinafter, said adjustment is made such that said output increases or decreases when the temperature of the air exhausted from the collector 3 to the accumulator 4 is to be reduced or decreased. increased.

De werking van het stelsel en de hierboven beschreven collector is als volgt.The operation of the system and the collector described above is as follows.

Eerst wordt de werking van de collector 3 beschouwd.The operation of collector 3 is first considered.

40 De lucht die binnen de collector in circulatie wordt 800 1 6 26 » ¢.40 The air circulating within the collector becomes 800 1 6 26 »¢.

7 gebracht, stroomt "binnen door het gat 20 en wordt af gevoerd door het gat 21, stroomt langs de plaat 14 waarvan de temperatuur tamelijk hoog is omdat deze is "blootgesteld aan zonne-energie die daarop invalt. De lucht die in de 5 richting van de lengte-as van de genoemde plaat stroomt van het gat 20 naar het gat 21, heeft een temperatuur die gradueel toeneemt vanwege de hoeveelheid warmte die deze langs zijn weg opneemt. Aldus wordt langs deze laatstgenoemde een temperatuurgradiënt opgebouwd zodanig dat bij 10 het uitlaatgat 21 een hogere temperatuur aanwezig is en een lagere temperatuur bij het tegenover gelegen gat, waarbij de temperatuur langs de weg van het tweede naar het eerste gat gradueel toeneemt.7, "enters through the hole 20 and is discharged through the hole 21, flows past the plate 14, the temperature of which is quite high because it is" exposed to solar energy incident thereon. The air flowing in the direction of the longitudinal axis of said plate from the hole 20 to the hole 21 has a temperature that gradually increases due to the amount of heat it absorbs along its way. Thus, a temperature gradient is built up along the latter, such that a higher temperature is present at the outlet hole 21 and a lower temperature at the opposite hole, the temperature gradually increasing along the way from the second to the first hole.

Dankzij de lage thermische geleidbaarheidscoëfficient 15 van de plaat 14 is de transmissie van warmte door geleiding langs de genoemde plaat van het gebied nabij het gat 21 af (waar de temperatuur van de lucht hoog is) naar de gebieden nabij het gat 20 (waar de temperatuur laag is) nagenoeg verwaarloosbaar. Op deze wijze kan de temperatuur van 20 de uit het gat 21 afkomstige lucht bijzonder hoog zijn en veel hoger dan die zou worden verkregen, indien het zwarte element dat de warmte uit de zonnestralen opneemt en deze op de lucht overbrengt (plaat 14)een hoge thermische geleidbaarheid had.Due to the low thermal conductivity coefficient 15 of the plate 14, the transmission of heat by conduction along the said plate is from the area near the hole 21 (where the air temperature is high) to the areas near the hole 20 (where the temperature low) is almost negligible. In this way, the temperature of the air from the hole 21 can be particularly high and much higher than that which would be obtained if the black element that absorbs the heat from the sun's rays and transmits it to the air (plate 14) has a high had thermal conductivity.

25 Thans wordt de werking van het stelsel beschouwd. Aan genomen wordt dat binnen de constructie 1 een tamelijk lage temperatuur aanwezig is en wel lager dan de vooraf bepaalde temperatuur die gewenst is in normale bedrijfsomstandigheden. Derhalve wordt de pomp 2 in werking gesteld en de lucht 30 wordt in circulatie gebracht door de collector 2 en door de leidingen 6a, 6b, 6c, 9 en 7* Wanneer de temperatuur in de inwendige ruimte van de constructie de vooraf bepaalde waarde bereikt, wordt door bediening van geschikte onder-brekingselementen de doorstroming door de leiding 9 afge-35 sloten en de doorgang door de sectie 6c naar de warmte accumulator 4 wordt geopend, zodat daarin de thermische energie wordt opgeslagen, die door de collectoren 3 aan de lucht wordt toegevoerd en die niet wordt gebruikt in de inwendige rukmte van de constructie 1. De aldus opgeslagen 40 hoeveelheid warmte kan weer op elk moment worden gebruikt 800 1 6 26 * 8 in de inwendige ruimte van de constructie, of door middel van de warmte uitwisselaar 5 die de warmte overdraagt naar elke andere gebruiker.25 The functioning of the system is now considered. It is assumed that a fairly low temperature is present within the structure 1, and is lower than the predetermined temperature desired in normal operating conditions. Therefore, the pump 2 is activated and the air 30 is circulated through the collector 2 and through the pipes 6a, 6b, 6c, 9 and 7 * When the temperature in the interior of the structure reaches the predetermined value, by operation of suitable interrupting elements, the flow through the conduit 9 is closed and the passage through the section 6c to the heat accumulator 4 is opened, so that it stores the thermal energy which is released to the air by the collectors 3 supplied and not used in the internal structure of the structure 1. The amount of heat thus stored can be used again at any time 800 1 6 26 * 8 in the internal space of the structure, or by means of the heat exchanger 5 which transfers the heat to every other user.

Volgens de uitvinding worden gedurende de thermische 5 uitwisselingen tussen de collector 3 en de accumulator 4 de hierboven beschreven instelinrichtingen zodanig geactiveerd, dat de temperatuur van de uit de collector 3 afgevoerde lucht wordt ingesteld om deze enigszins op een hoger niveau te brengen dan de gemiddelde temperatuur binnen 10 de accumulator 4. Met deze thermische sprong die vooraf wordt bepaald en in elk geval klein is, is het mogelijk de collector 3 met een zeer hoog thermisch rendement te laten functioneren. Dit zal duidelijk blijken uit de experimentele resultaten die hierna zullen worden beschreven. Voor het 15 uitvoeren van de genoemde instelling wordt de luchtstroom door de collector wezenlijk beïnvloed. Door verhoging van deze stroom wordt in feite een verlaging van de temperatuur van de afgevoerde lucht afkomstig van de collector verlaagd en wordt de mogelijkheid geboden deze aan te passen 20 aan die van de accumulator 4. Hiervoor is het voldoende om bijvoorbeeld de capaciteit van de pomp 2 te variëren. Het juist beschreven gedrag van de samenstelling gevormd door de collector en de accumulator blijkt duidelijk uit de experimentele resultaten getoond in de figuren 4 tot en met 25 7» die betrekking hebben op beproevingen uitgevoerd aan het stelsel volgens de uitvinding. Anderzijds zijn de resultaten in overeenstemming met de analytische resultaten van algemene berekeningen uitgevoerd aan het stelsel zelf.According to the invention, during the thermal exchanges between the collector 3 and the accumulator 4, the adjusting devices described above are activated such that the temperature of the air discharged from the collector 3 is adjusted to bring it slightly higher than the average temperature. within the accumulator 4. With this thermal jump which is predetermined and in any case small, it is possible to operate the collector 3 with a very high thermal efficiency. This will be evident from the experimental results which will be described below. For carrying out the said adjustment, the air flow through the collector is substantially influenced. By increasing this flow, in fact, a decrease in the temperature of the exhaust air from the collector is lowered and the possibility is offered to adapt it to that of the accumulator 4. For this it is sufficient, for example, to measure the capacity of the pump. 2 to vary. The properly described behavior of the composition formed by the collector and the accumulator is evident from the experimental results shown in Figures 4 to 7 which relate to tests performed on the system of the invention. On the other hand, the results are consistent with the analytical results of general calculations performed on the system itself.

In elk van deze grafieken is langs de absis het ther-30 mische rendement van de collector uitgezet en langs de ordinaat de thermische sprong Δ T van de luchtstroom door de collector.In each of these graphs the thermal efficiency of the collector is plotted along the apse and along the ordinate the thermal jump Δ T of the air flow through the collector.

Elk werkpunt van het stelsel wordt bepaald door het snijpunt van de rechte lijnen voorgesteld door getrokken üj-35 nen, met de rechte lijnen voorgesteld door stippellijnen; de eerstgenoemde geven bedrijfsomstandigheden aan bij een vooraf bepaalde uitwendige temperatuur (0°C en 20°C), terwijl de laatstgenoemde bedrijfsomstandigheden aangeven bij een vooraf bepaalde luchtstroom langs de collector. Elk van de genoem-40 de grafieken heeft betrekking op een goed gedefinieerde 800 1 6 26Each operating point of the system is determined by the intersection of the straight lines represented by solid lines, with the straight lines represented by dotted lines; the former indicate operating conditions at a predetermined external temperature (0 ° C and 20 ° C), while the latter indicate operating conditions at a predetermined airflow past the collector. Each of the aforementioned-40 graphs relates to a well-defined 800 1 6 26

NN

‘ > 9 specifieke stroom IP van een zonne-energie die op de collector inwerkt en die in de vier gevallen resp. gelijk is aan #00^ 700, 550 en 800 Watt/m^."> 9 specific current IP of a solar energy acting on the collector and which in the four cases resp. equals # 00 ^ 700, 550 and 800 Watt / m ^.

Aldus blijkt duidelijk uit deze grafieken, dat de ran-5 dementen van de collector hoger zijn in het geval van een lage temperatuur van de afgevoerde lucht afkomstig van de collector. Eveneens blijkt dat voor een vooraf bepaalde buitentemperatuur een lage temperatuur van de afgevoerde lucht en derhalve een hoog rendement van de collector kan worden 10 bereikt slechts bij hoge afgiften. Aldus verifiëren deze resultaten de hierboven beschreven beraamde instelling, bestaande uit het instellen van de temperatuur van de uit de collector afgevoerde lucht, teneinde deze enigszins op een hoger niveau te brengen dan die van de accumulator (de 15 thermische sprong tussen de collector en de accumulator is de sprong waarbij de accumulatie van energie in de laatstgenoemde moge lijk is). Een lage en vooraf bepaalde thermische sprong biedt de mogelijkheid van een verlaagde uitlaat-temperatuur van de collector en derhalve kan de collector 20 met een veel hoger rendement functioneren.Thus, it is clear from these graphs that the collector margins are higher in the case of a low temperature of the exhaust air from the collector. It also appears that for a predetermined outside temperature, a low temperature of the exhaust air and therefore a high efficiency of the collector can be achieved only at high deliveries. Thus, these results verify the estimated setting described above, which consists in adjusting the temperature of the air discharged from the collector, in order to bring it slightly higher than that of the accumulator (the thermal jump between the collector and the accumulator is the jump at which the accumulation of energy in the latter is possible). A low and predetermined thermal jump offers the possibility of a lowered outlet temperature of the collector and therefore the collector 20 can function with a much higher efficiency.

Bovendien wordt een rationeel en volledig gebruik van de thermische energie verkregen met het stelsel volgens de uitvinding, omdat eveneens de thermische energie die in de inwendige ruimte van de constructie 1 wordt opgewekt, of 25 die op een of andere wijze daaraan wordt toegevoerd (bijvoorbeeld door de zonne-energie wanneer deze constructie een broeikas is), naar de accumulator 4 kan worden getransporteerd via de leidingssecties 6a, 6b, 6c.In addition, a rational and full use of the thermal energy is obtained with the system according to the invention, because also the thermal energy generated in the interior space of the structure 1, or which is supplied in some way to it (for example by the solar energy, when this construction is a greenhouse), can be transported to the accumulator 4 via the line sections 6a, 6b, 6c.

De verbinding tussen een aantal zij aan zij geplaatste 30 collectoren door middel van de kanalen 22 en 23 volgens figuur 3 met stromen in tegengestelde richtingen, biedt de mogelijkheid van een perfecte symetrie van de stromen in elke collector, zoals duidelijk uit de genoemde figuur blijkt. Door deze voorwaarde wordt een zo uniform mogelijke verde-35 ling tussen de diverse collectoren bereikt.The connection between a number of side-by-side collectors by means of the channels 22 and 23 according to figure 3 with currents in opposite directions offers the possibility of a perfect symmetry of the currents in each collector, as can be clearly seen from the said figure. This condition ensures that the distribution between the various collectors is as uniform as possible.

Set is duidelijk dat binnen het kader van de uitvinding diverse varianten van het hierboven beschreven stelsel en de onderdelen daarvan kunnen worden toegepast.It is clear that within the scope of the invention various variants of the above-described system and its components can be used.

800 1626800 1626

Claims

System for heating the interior spaces of a construction which is also adapted to receive other thermal energy from heat supply devices by means of solar energy, characterized in that the system consists of a suction device which can extract the air from the interior spaces of the structure and which can transport it along the system, at least one solar collector through which the air can flow for heating it and which has a certain amount of heat derived from the air flowing therethrough can store by means of heat accumulators with a high thermal capacity, the interior spaces of the structure, the suction device, the collector and the accumulator being mutually connected in series by means of a pipe connecting the air from the said and transports spaces to said accumulator, a return pipe which returns the air from said accumulator 20 to said spaces of the structure.

2. System according to claim 1, characterized in that at least one air-liquid heat exchanger is arranged along the supply line and downstream of the accumulator, which can transfer a certain amount of heat to the liquid circulating in its internal space, which is taken from the air flow through the said pipes.

System according to claim 1 or 2, characterized in that the construction is a greenhouse and said spaces are formed by internal spaces of the greenhouse itself.

System according to any one of the preceding claims, characterized in that said heat supply devices use the flow of solar energy incident on said structure.

System according to any one of claims 1 to 3 », characterized in that said heat supply devices are formed by heat sources placed within said spaces.

6. System according to any one of the preceding claims, 800 1 6 26 N, characterized in that adjusting devices are present for adjusting the temperature of the air discharged from said collector to the accumulator, which devices adjust the outlet temperature to a constant level can keep that a predetermined value is higher than the average temperature of the heat accumulators with a high thermal capacity of the accumulator.

System according to claim 6, characterized in that the adjusting devices comprise means for varying the air flow through the collector, which means increase or decrease the output when said collector outlet temperature is to be lowered or decreased. increased.

System according to any one of the preceding claims, characterized in that said collector in principle consists of at least one sheet of black material with a low thermal conductivity, in order to obtain a very high temperature gradient in the sheet in the direction of the airflow flowing past it.

System according to claim 8, characterized in that the material is not metal.

10. System according to claim 8 or 9, characterized in that said plate is corrugated.

System according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the collector consists of a substantially parallelepiped casing in which said plate is accommodated, which plate has a substantially rectangular profile and which casing has two holes has one for the inlet and the other for the outlet of air, each of which is substantially rectangular in shape and has a width substantially equal to that of one of the smaller sides of said plate and which is placed parallel to and near the side .

System according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the casing is made of an open-cell polyurethane.

System according to claim 12, characterized in that the density of the material of the casing near the surface is higher than in the direction 800 1 6 26 of the central part.

System according to any one of claims 8 to 13, characterized in that the casing has a bottom with said holes formed therein, and two pairs of side walls provided with shoulders for glass closure of the collector.

System according to claim 14, characterized in that above the glass and a sealing element is fitted along the profile, which is substantially in line with or protrudes slightly with respect to the top surface of said side walls, so that said sealing element has a sealing can form between the collector and a glass plate against which the collector can rest.

System according to any one of the preceding claims, consisting of a number of collectors, characterized in that the collectors are placed side by side and that a substantially rectilinear channel is arranged to connect the respective outlet holes and further a rectilinear channel connect the respective inlet holes 20, which channels are connected to the supply line of the system, in order to obtain air flows in the two channels which flow parallel to each other and in opposite directions. ********* 800 1 6 26