NL8602543A

NL8602543A - Solar collector with plate contacting closed tube loop - has low-boiling pt. heat transfer medium and has finned portion in vessel with water inlet and outlet

Info

Publication number: NL8602543A
Application number: NL8602543A
Authority: NL
Original assignee: Heel Joannes Marie Van
Priority date: 1986-10-10
Filing date: 1986-10-10
Publication date: 1988-05-02

Abstract

The solar collector comprises a plate (1) exposed to solar radiation (2) and a line (3,6) which has a portion in heat transmitting contact with the plate. This portion contains a heat transfer medium to heat e.g. water in a storage vessel (5). The plate is rectangular with a width/length ratio of 1:3 to 1:30, while the line with storage vessel are adjacent to the plate and comprisessuch that the normal projection on the plate lies within its perimeter. The vessel is pref. parallel to the plate dimensioned together with the closed-circuit line forms a modular unit.

Description

-1- *-1- *

Titel: Collector voor zonnestraling en daarmee verbonden opslaginrichting.Title: Solar radiation collector and associated storage device.

De uitvinding heeft betrekking op een collector voor zonnestraling en daarmee verbonden opslaginrichting, omvattende een in het algemeen plaatvormige collector die is ingericht voor het absorberen van op de collector 5 invallende zonnestraling en voor het overdragen van de aldus verzamelde warmte aan een transport- en/of opslagmedium,een met de collector verbonden leiding of leidingenstelsel, waardoorheen het transport- en/of opslagmedium kan worden geleid, en een opslagvat verbon-XO den met de leiding of het leidingenstelsel voor het opslaan van door de leiding of leidingen met behulp van het transport- en/of opslagmedium aangevoerde warmte.The invention relates to a collector for solar radiation and a storage device connected thereto, comprising a generally plate-shaped collector adapted to absorb solar radiation incident on the collector 5 and to transfer the heat thus collected to a transport and / or storage medium, a pipe or conduit system connected to the collector, through which the transport and / or storage medium can be passed, and a storage vessel connected to the pipe or pipe system for storing through the pipe or pipes by means of the transport - and / or storage medium supplied heat.

Collectoren en opslaginrichtingen van dit type zijn algemeen bekend. Veelal zijn dergelijke inrichtingen X5 uitgevoerd met collectoren met groot oppervlak en neemt ook het opslagdeel veel ruimte in beslag. Het hanteren van dergelijke systemen geschiedt vrijwel uitsluitend professioneel bijvoorbeeld door aannemers die een dergelijk systeem reeds bij het bouwen van een woning of 20 ander bouwwerk bijvoorbeeld in het dak daarvan inbouwen.Collectors and storage devices of this type are well known. Such devices X5 are often designed with large-area collectors and the storage part also takes up a lot of space. The handling of such systems is almost exclusively carried out professionally, for instance by contractors who already build such a system into the roof thereof when building a house or other construction work.

De uitvinding beoogt een compacte collector-, transport- en opslageenheid te verschaffen, die gemakkelijk hanteerbaar is en desgewenst samen met soortgelijke eenheden tot een groter geheel kan worden samengebouwd.The object of the invention is to provide a compact collector, transport and storage unit that is easy to handle and, if desired, can be assembled together with similar units into a larger whole.

25 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt met een inrichting waarbij de plaatvormige collector langwerpig is en een verhouding breedte tot lengte vertoont van 1:3 tot 1:30, terwijl leiding of leidingenstelsel en opslagvat dicht bij de collector zijn opgesteld en 30 zodanig zijn uitgevoerd dat hun loodrechte projectie op het vlak door de collector ligt binnen de omtrek van de collector. Bij voorkeur is daarbij het opslagvat evenwijdig aan de collector opgesteld.This object is achieved according to the invention with a device in which the plate-shaped collector is elongated and has a width to length ratio of 1: 3 to 1:30, while the pipe or conduit system and storage vessel are arranged close to the collector and are so designed that their perpendicular projection on the plane through the collector is within the circumference of the collector. The storage vessel is preferably arranged parallel to the collector.

86025438602543

VV

-2--2-

Volgens de uitvinding wordt een zeer compacte, gemakkelijk te hanteren eenheid verschaft. Een aantal van dergelijke eenheden kan desgewenst met elkaar worden gekoppeld tot grotere collector- en opslaginrichtingen.According to the invention, a very compact, easy to handle unit is provided. A number of such units can optionally be coupled together to form larger collector and storage devices.

5 De eenheid volgens de uitvinding leent zich zeer goed voor massaproduktie en is in het bijzonder ook geschikt voor de doe-het-zelf markt.The unit according to the invention lends itself very well to mass production and is in particular also suitable for the do-it-yourself market.

Geschikte afmetingen van de eenheid volgens de uitvinding zijn voor het collector-deel een breedte 10 die ligt tussen 10 en 50 cm en een lengte die ligt tussen 50 cm en 300 cm. Bij afmetingen in het genoemde gebied is de inrichting zeer goed hanteerbaar. De genoemde afmetingen zijn evenwel slechts bij wijze van voorbeeld gegeven.Suitable dimensions of the unit according to the invention are for the collector part a width between 10 and 50 cm and a length between 50 cm and 300 cm. With dimensions in the said range, the device is very easy to handle. However, the dimensions mentioned are only given by way of example.

15 Bij een gunstig gebleken uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat het transporten opslagdeel een gesloten leidingstelsel, waarin een hoeveelheid geschikte vloeistof is opgenomen, welke vloeistof in een tegen de collector opgesteld deel 20 van het stelsel kan verdampen en vervolgens in een door het opslagvat gevoerd deel van het stelsel kan condenseren. Voor dit doel bekende materialen als hexaan en freon kunnen hierbij worden toegepast.In a favorable embodiment of the device according to the invention, the transporting storage part comprises a closed pipe system, in which an amount of suitable liquid is incorporated, which liquid can evaporate in a part 20 of the system arranged against the collector and subsequently in a through the storage vessel. fed part of the system may condense. Materials such as hexane and freon known for this purpose can be used here.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van 25 de tekening, waarin: fig. 1 een weergave in doorsnede is door een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding; fig. 2 een doorsnede door de inrichting volgens fig. 1 weergeeft genomen langs de lijn II-II; en 30 fig. 3 een doorsnede weergeeft door een inrichting waarin een aantal collector- en opslageenheden volgens de uitvinding zijn gekoppeld,The invention is elucidated with reference to the drawing, in which: Fig. 1 is a cross-sectional view through an embodiment of the device according to the invention; fig. 2 shows a section through the device according to fig. 1 taken along the line II-II; and Fig. 3 shows a section through a device in which a number of collector and storage units according to the invention are coupled,

De inrichting weergegeven in de fig. 1 en 2 is opgebouwd uit een collector 1, die op bekende wijze 35 kan bestaan uit een plaat van een geschikt materiaal met een absorberend oppervlak van bijvoorbeeld spectraal 8602543 -3- selectief materiaal. De achterzijde van de collector 1 is bijvoorbeeld uitgevoerd als spiegel, zodat weinig door de collector 1 opgevangen warmte wordt geëmitteerd. Door de collector 1 uit op de collector vallende straling 5 2 opgevangen warmte wordt afgegeven aan het medium dat door de in goed warmtegeleidend verband met de collector 1 verbonden leiding 3 wordt geleid.The device shown in Figs. 1 and 2 is composed of a collector 1, which in known manner can consist of a plate of a suitable material with an absorbing surface of, for example, spectral 8602543-3 selective material. The rear side of collector 1 is, for example, designed as a mirror, so that little heat collected by collector 1 is emitted. Heat collected by the collector 1 from radiation falling on the collector 2 is delivered to the medium which is passed through the conduit 3 connected to the collector 1 in a good heat conducting relationship.

De leiding 3 maakt deel uit van een gesloten lusvormig stelsel, waarin voorts een verwijd gedeelte 10 of reservoir 4 voor het transportmedium is opgenomen.The conduit 3 forms part of a closed loop system, in which a widened section 10 or reservoir 4 for the transport medium is furthermore included.

Evenwijdig aan de collector 1, op korte afstand daarvan is het voorraadvat 5 opgesteld. De leiding 3 is over de gehele lengte van het vat 5 daardoorheen gevoerd. Op geschikte wijze kan het deel 6 van de leiding 15 3 dat in het vat 5 is opgesteld dubbelwandig zijn uitge voerd, waarbij op de buitenste wand van het deel 6 geschikte warmte-overdragende middelen 7, zoals ribben of draadgaas, kunnen zijn voorzien.The storage vessel 5 is arranged parallel to the collector 1, a short distance from it. The pipe 3 is passed through it over the entire length of the vessel 5. Suitably, part 6 of conduit 3 disposed in vessel 5 may be double-walled, with appropriate heat transfer means 7, such as ribs or wire mesh, being provided on the outer wall of part 6.

Op het voorraadvat 5 is een toevoerleiding 8 20 en is een afvoerleiding 9 aangesloten, via welke water in het vat 5 kan worden gebracht en daaruit weer afgevoerd.A supply line 8 and a discharge line 9 are connected to the storage vessel 5, through which water can be introduced into the vessel 5 and discharged therefrom.

In het gesloten stelsel, bestaande uit de leidingen 3 en 6 en reservoir 4 is een hoeveelheid warmte-transport-vloeistof opgenomen. Het vulniveau van deze vloeistof 25 bevindt zich bijvoorbeeld ongeveer aan de bovenzijde van het reservoir 4. In bedrijf wordt de collector 1 door opvallende (zonne)straling verhit. De vloeistof in het onderste deel van de leiding 3 tegen de collector 1 verdampt en de damp beweegt zich door de leiding 30 3 tot in het deel 6 in het vat 5 waar de damp condenseert en aldus warmte afstaat aan het water in het vat 5.In the closed system, consisting of the lines 3 and 6 and reservoir 4, an amount of heat transport liquid is included. The filling level of this liquid 25 is, for example, approximately at the top of the reservoir 4. In operation, the collector 1 is heated by incident (solar) radiation. The liquid in the lower part of the pipe 3 against the collector 1 evaporates and the vapor moves through the pipe 30 into the part 6 in the vessel 5 where the vapor condenses and thus transfers heat to the water in the vessel 5.

Via de leiding 9 kan aldus warm water aan het vat 5 worden onttrokken.Hot water can thus be extracted from vessel 5 via line 9.

Het stelsel buizen 3, 6 en reservoir 4 bestaat 35 uit een daarvoor geschikt materiaal, zoals koper of eventueel kunststofmateriaal. Het medium in het stelsel 8602543The system of tubes 3, 6 and reservoir 4 consists of a suitable material, such as copper or possibly plastic material. The medium in the galaxy 8602543

VV

-4- is een vloeistof die bij betrekkelijk lage temperatuur dient te verdampen, zoals freon of hexaan. Het vat 5 bestaat uit een geschikt en voor consumptiewater toegelaten materiaal, bijvoorbeeld koper of eventueel kunststofmateriaal. De vorm van het vat 5, van het stelsel buizen 3 en 6 en het reservoir 4 kan willekeurig zijn. Leidingen en vaten met cirkelvormige doorsnede zijn veelal gemakkelijk verkrijgbaar, maar een andere vorm, bijvoorbeeld ovale doorsnede, is uiteraard mogelijk.-4- is a liquid that should evaporate at a relatively low temperature, such as freon or hexane. The vessel 5 consists of a suitable material approved for drinking water, for example copper or possibly plastic material. The shape of the vessel 5, of the system of tubes 3 and 6 and the reservoir 4 can be arbitrary. Pipes and vessels with a circular cross-section are often easily available, but a different shape, for example an oval cross-section, is of course possible.

Van belang is dat het stelsel van leidingen 3 en 6 en reservoir 4 alsmede voorraadvat 5 zodanige afmetingen heeft dat de collector 1 het gehele systeem overdekt, met andere woorden dat de loodrechte projektie van genoemd stelsel op het collectorvlak valt binnen de omtrek van de collector 1. Aldus kunnen een aantal collector- en opslageenheden volgens de uitvinding worden samengebouwd tot een groter geheel, zoals in fig. 3 schematisch is weergegeven. In een omkasting of bak 10 van een geschikt materiaal zoals hout of aluminium is een hoeveelheid isolatiemateriaal 11 opgesteld. Ingebed in het isolatiemateriaal 11 zijn een aantal collector- en opslaginrichtingen van het type volgens fig. 1 en 2. De collectoren 1 van deze modulen zijn door middel van geschikte profielstroken 12 met elkaar verbonden. Aan de zijden, waar de collectoren 1 grenzen aan de wand van de omkasting 10, zijn geschikte houder-stroken 13 voorzien. Over het geheel is een glazen afdekplaat 14 opgesteld.It is important that the system of pipes 3 and 6 and reservoir 4 and storage vessel 5 have dimensions such that collector 1 covers the entire system, in other words that the perpendicular projection of said system on the collector surface falls within the circumference of collector 1. Thus, a number of collector and storage units according to the invention can be assembled into a larger whole, as shown schematically in Fig. 3. An amount of insulating material 11 is arranged in a housing or container 10 of a suitable material such as wood or aluminum. Embedded in the insulating material 11 are a number of collector and storage devices of the type shown in Figs. 1 and 2. The collectors 1 of these modules are connected to each other by means of suitable profile strips 12. On the sides, where the collectors 1 adjoin the wall of the housing 10, suitable holder strips 13 are provided. A glass cover plate 14 is arranged on the whole.

De toevoer- en afvoerleidingen voor ieder voorraadvat 5 in het samengestelde geheel volgens fig. 3 zijn niet weergegeven. Het zal evenwel duidelijk zijn dat deze leidingen desgewenst op geschikte wijze tot één toevoer en één afvoer kunnen zijn samengevoegd.The supply and discharge lines for each storage vessel 5 in the assembled unit according to Fig. 3 are not shown. It will be understood, however, that these conduits may be suitably combined into one inlet and one outlet, if desired.

De inrichting volgens de uitvinding, waarin een collector en een opslagdeel tot een compacte modulaire eenheid zijn samengevoegd, leent zich bijzonder goed 8602545 -5- voor inbouw en gebruik per moduul of voor samenvoeging tot grotere inrichtingen. De goede hanteerbaarheid en eenvoud van opbouw van de inrichting volgens de uitvinding maakt deze mede zeer bruikbaar voor de zogenaamde doe-het-zelf markt.The device according to the invention, in which a collector and a storage part are combined into a compact modular unit, lends itself particularly well to installation and use per module or for combining into larger devices. The good handling and simplicity of construction of the device according to the invention also makes it very useful for the so-called do-it-yourself market.

86025438602543

Claims

4 -6- CONCLUSIONS

1. Solar radiation collector and associated storage device, comprising a generally plate-shaped collector adapted to absorb solar radiation incident on the collector and to transfer the heat thus collected to a transport and / or storage medium, a the collector connected pipe or pipe system, through which the transport and / or storage medium can be guided, and a storage vessel connected to the pipe or the pipe system for storing through the pipe or pipes using the transport and / or storage medium supplied heat, characterized in that the plate-shaped collector is elongated and has a width to length ratio of from 1: 3 to 1:30, while conduit or piping system and storage vessel are arranged close to the collector and are constructed so that they are perpendicular projection on the plane through the collector is within the perimeter of the collector.

Collector and storage device according to claim 20 1, characterized in that the storage vessel is arranged parallel to the collector.

3. Collector and storage device according to claims 1-2, characterized in that the transport and storage part comprises a closed pipe system, in which an amount of suitable liquid is included, which liquid can evaporate in a part of the system arranged against the collector and subsequently in a part of the system passed through the storage vessel can condense. 8602543