OA10450A - Solar thermal water heater - Google Patents
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Description
4 0104504 010450
5* DESCRIPTION 5 La présente invention concerne un chaut'l'e-eau solaire thermique.The present invention relates to a thermal solar water heater.
Les chauffes-eau solaires thermiques connus ont descapteurs thermiques et des ballons de stockage. Ces capteurs 10 thermiques sont constitués d’absorbeurs noirs : tubes en cuivreet tôles en aluminium comprenant deux collecteurs principaux etune échelle de tubes. Les ballons de stockage sont constituésd’un cylindre externe en tôle noire, d’une couche d’isolant etd’un cylindre interne. 15 Mais l’expérience montre que pour ces types de chauffes-eau, dans les périodes de faible ensoleillement, surtoutpendant les périodes de grandes fraîcheurs, leur rendement baissetrès vite. Pour remédier à cela, une résistance d’appoint estprévue dans l’installation : d’ou l’intervention d’une 20 consommation de courant alternatif. Cette intervention del’électricité alternative annule l’aspect purement thermique deces chauffes-eau solaires, aussi, au cas ou le ballon interne destockage serait défectueux, il est pratiquement impossible de leréparer sans dommage sur le ballon externe puisque l’ensemble est 25 soudé et bien refermé à l’installation.The known solar thermal water heaters have thermal sensors and storage balloons. These thermal sensors consist of black absorbers: copper tubes and aluminum sheets comprising two main collectors and a scale of tubes. The storage flasks consist of an outer black sheet cylinder, an insulating layer and an inner cylinder. However, experience shows that for these types of water heaters, in periods of low sunlight, especially during periods of great chills, their yield drops very quickly. To remedy this, an auxiliary resistor is provided in the installation: hence the intervention of an alternating current consumption. This intervention of the alternative electricity cancels the purely thermal aspect of the solar water heaters, also, in case the internal storage balloon is defective, it is practically impossible to repair it without damage to the external balloon since the assembly is welded and well closed to the installation.
Le but de l’invention est l’amélioration de ceschauffes-eau solaires pour· avoir un meilleur rendement thermiqueavec une plus petite surface de capteurs sans nécessitéd’intervention de résistance électrique d’appoint. Le ballon de 30 stockage aussi est amélioré pour permettre de sortir facilementle ballon interne et de le réparer en cas de problème technique.The aim of the invention is the improvement of these solar water heaters in order to have a better thermal efficiency with a smaller sensor area without the need for a supplementary electrical resistance intervention. The storage balloon is also improved to allow the inner balloon to be easily removed and repaired in the event of a technical problem.
Le chauffe-eau conforme à l’invention comprend deuxparties principales décrites dans la figure N'1 : c’est à dire des capteurs thermiques (24 ) et un ballon de stockage (25 ) . 35 La figure N'2 décrit les différentes parties d’un capteur thermique. Celui-ci est constitué d’un coffre (16) enaluminium qui entraîne une stabilité permanente en atmosphèrehumide, saline ou agressive, car l’aluminium résiste bien à lacorrosion, d’un isolant (14) qui est une mousse polyester qui 40 recouvre la partie intérieure du coffre sur une épaisseur de4,5cm. Le capteur comprend aussi un absorbeur (13) qui estconstitué d’une tôle d’aluminium de dimensions variables et detubes en cuivre. Ces tubes sont constitués de deux collecteurset d’un réseau de tubes parallèles et un double vitrage (12) quiThe water heater according to the invention comprises two main parts described in Figure N'1: that is to say thermal sensors (24) and a storage tank (25). Figure N'2 describes the different parts of a thermal sensor. It consists of a chest (16) aluminum that causes permanent stability in humid, saline or aggressive, because the aluminum resists corrosion, an insulator (14) which is a polyester foam that covers the inner part of the chest on a thickness of 4,5cm. The sensor also comprises an absorber (13) which is made of an aluminum sheet of variable dimensions and copper tubes. These tubes consist of two collectorsand a network of parallel tubes and a double glazing (12) which
Z 010450 i rend le système opaque aux ultra-violets : les couches d’airenfermées entre ces deux plaques de verre (12) au dessus del’absorbeur jouent le rôle d’isolateur, réduisant les pertes parrayonnement et en cas de faible ensoleillement, les ultra-violets 5 piégés par le double vitrage (12) chauffent bien le capteur. Lesverres sont fixés par un profilé aluminium ( 11 ) vissé. Desailettes rectangulaires (3) sont fixées sur les tubes (2) etaugmentent l’aire de transfert de chaleur (figure N“1 ) .Z 010450 i makes the system opaque to ultraviolet: the layers of air enclosed between these two glass plates (12) above the absorber act as insulator, reducing the radiation losses and in case of low sun, the ultraviolet 5 trapped by the double glazing (12) heat the sensor well. Lesverres are fixed by an aluminum profile (11) screwed. Rectangular shells (3) are attached to the tubes (2) and increase the heat transfer area (Figure N "1).
La figure N‘3 décrit le ballon de stockage qui comprend 10 un cylindre externe en tôle noir (17) et un cylindre interne entôle galvanisée ou inox (17’ ), une couche d’isolation thermique(10), un déflecteur (23) au bas de la citerne interne afin defreiner le jet d’eau froide arrivant par le bas du ballon : ceciévite une montée du jet d’eau froide jusqu’à la partie constituée 15 d’eau chaude. Un système de dépressurisation (19) ou clapet(figure 4) a été installé à la partie supérieure du ballon pourévacuer le surplus de vapeur en cas de surpression pour éviterune éventuelle explosion du système. Le système décrit sur lafigure N‘4, est constitué d’un ressort (4) calibré, aux 20 extrémités duquel sont installés deux disques. En cas de fortepression sur le disque (5) le ressort (4) se comprime et lavapeur s’échappe par le trou (6), le disque (7) reste immobilisépar la base (8) du cylindre . La partie supérieure du cylindreextérieur est présentée en couvercle pour permettre en cas de 25 besoin d’entretien de sortir le réservoir intérieur. L’ensemblereste très étanche.Fig. N'3 depicts the storage flask which comprises an outer black sheet cylinder (17) and an internal galvanized or stainless steel insert cylinder (17 '), a thermal insulation layer (10), a deflector (23) at the bottom of the inner tank to vent the jet of cold water arriving from the bottom of the flask: this involves a rise of the jet of cold water to the portion consisting of hot water. A depressurization system (19) or valve (Figure 4) was installed at the top of the flask to evacuate the excess steam in case of overpressure to avoid a possible explosion of the system. The system described in Figure N'4 consists of a calibrated spring (4), at the ends of which two disks are installed. In case of strong pressure on the disc (5) the spring (4) is compressed and the steam escapes through the hole (6), the disc (7) remains immobilized by the base (8) of the cylinder. The upper part of the outer cylinder is presented in a lid to allow, in the event of a need for maintenance, to pull out the inner tank. The assembly is very waterproof.
Le fonctionnement du chauffe-eau solaire est représentépar la figure N‘1 . L’eau froide entre dans le ballon par le tube(9), puis ressort par le tube (21) pour aller dans les capteurs. 30 Au fur et à mesure que l’eau rentre dans les différents capteurs,elle s’échauffe et monte par thermosiphon dans le ballon àtravers le tube (20) pour ressortir par le tube (18) vers1’ut ilisat ion.The operation of the solar water heater is shown in Figure N'1. The cold water enters the flask through the tube (9), then out the tube (21) to go into the sensors. As the water enters the various sensors, it heats up and thermosiphon into the flask through the tube (20) to exit through the tube (18) for use.
En matière d’échange 35 le flux thermique qui entre parconduction dans l’élément parla face située à la distance x thermique au niveau des ailettes: au flux thermique qui sortpar conduction de l’élémentpar la face située à ladistance (x + dx ) le flux thermique qui sortpar convection de lasurface entre x et (x + dx ) 40 + 010450In the case of exchange 35, the thermal flux which enters the element in the element with the face situated at the thermal distance x at the level of the fins: at the thermal flux which leaves by conduction of the element by the face situated at the resistance (x + dx) the thermal flux that leaves by convection of the surface between x and (x + dx) 40 + 010450
Nous utilisons ici des ailettes rectangulaires de largeur bd’épaisseur e telles que b >> ele périmètre P = 2 . (b + e) = 2bla section transversale de l’ailette A = b.e et 5 | h.P jl/2avec m = |------|We use here rectangular fins of width b of thickness e such that b >> ele perimeter P = 2. (b + e) = 2bla cross section of the fin A = b.e and 5 | h.P jl / 2with m = | ------ |
I k.A I 2.h |l/2 10 le flux de chaleur transmis par l’ailette est : 1/2I k.A I 2.h | l / 2 10 the heat flux transmitted by the fin is: 1/2
Ts - Tf) * h : coefficient d’échange de chaleur entre la surface de l’ailette et le tube 15 * A = constante : section transversale de l’ailette * K : conductivité thermique du matériau (aluminium) : uniforme * m : masse des ailettes * Ts : température de la surface des tubes * Tf '.température à l’infiniTs - Tf) * h: heat exchange coefficient between the surface of the fin and the tube 15 * A = constant: cross section of the fin * K: thermal conductivity of the material (aluminum): uniform * m: mass of the fins * Ts: temperature of the surface of the tubes * Tf '.temperature to infinity
Avec les ailettes, le flux total de chaleur du capteur estaugmenté de 50% par rapport à un capteur sans ailettes. 20With the fins, the total heat flux of the sensor is increased by 50% compared to a sensor without fins. 20
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
OASN950056 OA10450A (en) | 1995-01-18 | 1995-01-18 | Solar thermal water heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
OASN950056 OA10450A (en) | 1995-01-18 | 1995-01-18 | Solar thermal water heater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
OA10450A true OA10450A (en) | 2002-03-26 |
Family
ID=28036485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
OASN950056 OA10450A (en) | 1995-01-18 | 1995-01-18 | Solar thermal water heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
OA (1) | OA10450A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010007548A2 (en) * | 2008-06-29 | 2010-01-21 | S.E.S. Solar Energy Solutions Ltd. | Solar collector |
-
1995
- 1995-01-18 OA OASN950056 patent/OA10450A/en unknown
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010007548A2 (en) * | 2008-06-29 | 2010-01-21 | S.E.S. Solar Energy Solutions Ltd. | Solar collector |
WO2010007548A3 (en) * | 2008-06-29 | 2011-03-03 | S.E.S. Solar Energy Solutions Ltd. | Solar collector |
US8757142B2 (en) | 2008-06-29 | 2014-06-24 | Shlomo Gabbay | Solar collector |
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