WO2017093668A1 - Panneau solaire thermique auto-vidangeable - Google Patents

Panneau solaire thermique auto-vidangeable Download PDF

Info

Publication number
WO2017093668A1
WO2017093668A1 PCT/FR2016/053159 FR2016053159W WO2017093668A1 WO 2017093668 A1 WO2017093668 A1 WO 2017093668A1 FR 2016053159 W FR2016053159 W FR 2016053159W WO 2017093668 A1 WO2017093668 A1 WO 2017093668A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
channels
panel
channel
network
distribution channel
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/053159
Other languages
English (en)
Inventor
Aurélien SALLES
Anthony GROLLEAU
Robert Blanchard
Original Assignee
Societe Commerciale Et D'engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Commerciale Et D'engineering filed Critical Societe Commerciale Et D'engineering
Publication of WO2017093668A1 publication Critical patent/WO2017093668A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/74—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the tubular conduits are not fixed to heat absorbing plates and are not touching each other
    • F24S10/742—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the tubular conduits are not fixed to heat absorbing plates and are not touching each other the conduits being parallel to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • F24S10/753—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations the conduits being parallel to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/60—Arrangements for draining the working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/30—Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Definitions

  • the invention relates to a self-draining thermal solar panel.
  • a solar thermal panel comprising a quadrangular frame delimiting the peripheral edge of the panel with two longitudinal sides and two transverse sides and a solar collector housed at least partially inside the frame between the so-called front and rear faces respectively of the panel, said solar collector comprising a network of channels for a circulation of a heat-transfer fluid from an inlet to an outlet of said network, the channels of the network comprising a distribution channel equipped with the fluid inlet of the network, a channel of collection equipped with the fluid outlet of the network and the so-called longitudinal channels of longitudinal heat absorption, extending in the said direction of the length of the panel, and interconnecting the distribution channel and the collection channel.
  • Such a panel is said to be self-draining because it is intended to empty the heat transfer fluid that it contains when the flow of fluid usually provided by a dedicated pump is stopped.
  • This self-emptying makes it possible in particular to avoid the addition of antifreeze fluid, propylene glycol type, to the coolant when it may freeze and damage the solar panel in winter.
  • antifreeze fluid propylene glycol type
  • An object of the invention is therefore to provide a solar thermal panel whose design overcomes the problems of the state of the art.
  • the subject of the invention is a solar thermal panel comprising a quadrangular frame delimiting the peripheral edge of the panel with two longitudinal sides and two transverse sides and a solar collector housed at least partially inside the frame between the faces.
  • said solar collector comprising a network of channels for a circulation of a so-called heat transfer fluid from an inlet to an outlet of said network, the channels of the network comprising a distribution channel equipped with the fluid inlet of the network, a collection channel equipped with the fluid outlet of the network and the so-called longitudinal heat-absorbing parallel channels, extending in the said direction of the length of the panel, and interconnecting the distribution channel and the collection channel, characterized in that the longitudinal heat absorption channels are non-parallel to said longitudinal sides to the frame and in that the portions of the distribution and collection channels, substantially parallel to each other and interconnected by said heat absorption channels, are non-parallel to so-called transverse sides of the frame.
  • substantially parallel is meant parallel to 5 °.
  • the geometric configuration of the channels makes it possible to eliminate the need for the panel to be laid on a support, such as a roof, to allow gravity draining of the channels.
  • the geometric configuration of the channels therefore allows a pose, especially on the roof, simplified according to a portrait or landscape presentation of the panel with the sides of the frame. panel parallel or perpendicular to the ridge line of the roof while allowing a gravity draining of the channels.
  • the longitudinal heat absorption channels form with the so-called longitudinal sides of the frame an angle (a) at least equal to 0.5 ° and preferably between 0.5 ° and 10 ° and the portions distribution and collection channels parallel to each other and interconnected by said heat absorption channels each form, with a so-called transverse side of the frame an angle ( ⁇ ) at least equal to 0.5 °, and preferably included between 0.5 ° and 10 °.
  • the distribution channel tends, at the portion of the distribution channel, substantially parallel to the collection channel, and connected to the collection channel by said heat absorption channels, to develop in a rectilinear manner from its end equipped with the fluid inlet of the network to its opposite end away from the transverse side of the frame disposed closest to said portion of the distribution channel and the collection channel tends at the portion of the channel collector parallel to the distribution channel and connected to the distribution channel by said heat absorption channels, to develop from its upstream end towards its downstream end, taken in the direction of circulation of the fluid inside said channel collecting, rectilinear manner, approaching said transverse side of the frame disposed closest to said portion of the collection channel.
  • the longitudinal channels of heat absorption develop in an upward slope from the distribution channel towards the channel of collection.
  • the collection channel develops in the direction of the fluid outlet of the network by following at least a first return path developing along the longitudinal heat absorption channels and then a second return path developing along the distribution channel, out of the plane passing through the heat absorption channels, so that the portion of the collection channel parallel to the distribution channel and connected to the distribution channel by said heat absorption channels, the first return line and the second return line of the collection channel form a U between them, the second return line of the collection channel extends between the portion of the collection channel parallel to the distribution channel and connected to the distribution channel by said channels of ab heat sorption and the distribution channel and the fluid outlet of the network is positioned near the fluid inlet of the distribution channel network, the spacing of the fluid inlet and outlet ports of the network being less than 200 mm, preferably less than 150 mm.
  • the configuration of the panel makes it possible to optimize the ease of connection without affecting the energy efficiency and the overall length of said panel.
  • the second return trace of the collection channel extends over at least a portion of its length parallel to the plane containing the heat absorption channels.
  • the fluid inlet and outlet of the network protrude from the rear face of the panel.
  • the spacing between the fluid inlet and outlet openings of the network is less than 10%, preferably 5% of the length of the heat absorption channels.
  • the front face of the panel is formed by a transparent or translucent plate of the glass type.
  • the network of channels is plated on the underside of an absorbent sheet also called absorber and preferably formed by an aluminum sheet.
  • the rear face of the panel is formed by a sheet material separated from the solar collector by a thermal insulator.
  • FIG. 1 represents a simplified schematic view of a panel in a portrait layout on a roof of which only the line of base is shown, the panel frame being shown in dashed lines;
  • FIG. 2 represents a simplified schematic view of a panel in landscape disposition on a roof of which only the base line is represented, the frame of the panel being represented in dotted lines;
  • Figure 3 shows a cross-sectional view of a panel with a detail view of said panel;
  • FIG. 4 represents a perspective view of the channel network with details of the input and output of the channel network;
  • FIG. 5 represents a perspective view of the network of channels taken from another angle;
  • Figure 6 shows a simplified schematic view of a panel integrated with a heating system partially shown.
  • the subject of the invention is a solar thermal panel 1 of the box type.
  • This panel 1 comprises a solar collector 3 housed at least partially within a generally rectangular or square frame 2, delimiting the panel 1, between the front 4 and rear 5 of the panel 1.
  • This solar collector 3 comprises a network 6 of channels, also called a harp, inside which a heat transfer fluid circulates, such as an aqueous solution between an inlet 7 and an outlet 8 of the network 6 of channels.
  • this panel 1 is intended to be installed on a roof of a building, as shown in FIG. 6, and the network 6 of channels is connected via its inlet 7 and outlet 8, for example to the flask of a heating installation sanitary water or heating water.
  • a pump is installed between the panel 1 and the balloon and allows a circulation of heat transfer fluid inside the network 6 of channels from the inlet 7 towards the outlet 8 of network 6 of channels. When the pump is stationary, the channel 6 network of panel 1 should be self-draining.
  • the channel network 6 comprises a channel distribution 9 equipped with the inlet 7 of fluid of the network 6, a collection channel 10 equipped with the fluid outlet 8 of the network 6 and parallel channels 1 1 of heat absorption, said longitudinal, extending in the direction the length of the panel 1, and interconnecting the distribution channel 9 and the collection channel 10.
  • These channels are disposed within the frame 2 which comprises for its part two longitudinal sides 21 and two transverse sides 22.
  • the longitudinal channels 1 1 of heat absorption of the network 6 of channels are non-parallel to the longitudinal sides 21 of the frame 2 and the portions of the distribution channels 9 and collection 10 parallel to each other and interconnected by said channels 1 1 of heat absorption are non-parallel to the so-called transverse sides 22 of the frame 2 contrary to the state of the art where the longitudinal channels of heat absorption are parallel to the longitudinal sides of the frame and the portions of distribution channels and collectors parallel to each other and connected by said heat absorption channels are parallel to the transverse sides of the frame.
  • the longitudinal channels 1 1 of heat absorption form with the longitudinal sides 21 of the frame 2 an angle a neighbor of 2 ° here and the portions of the distribution channels 9 and collection 10 parallel to each other and interconnected by said channels 1 1 of heat absorption each form with a transverse side 22 of the frame 2 an angle ⁇ close to 2 °.
  • the distribution channel 9 tends, at the portion of the distribution channel 9, parallel to the collection channel 10, and connected to the collection channel 10 by said channels 1 1 of heat absorption, to to develop rectilinearly from its end equipped with the fluid inlet 7 of the network 6 towards its opposite end by moving away from the transverse side 22 of the frame 2 disposed closest to said portion of the distribution channel 9.
  • This channel of 9 distribution which can be said transverse because it develops along the width of the panel, has an end opposite the end equipped with the input 7 closed.
  • this distribution channel 9 is thus formed by a simple blind tubular body generally of thermally conductive metal, such as copper. On this body, are welded transversely the channels 1 1 of longitudinal heat absorption, here the number of 10, which form with said distribution channel each time an angle here close to 90 ° and equal to here at 94 °.
  • These longitudinal heat absorption channels 11 are parallel to each other and are also formed of tubular bodies, preferably of copper. These channels 1 1 of heat absorption open at their other end in the collection channel 10 to which they are also welded.
  • This collection channel 10 tends, at the portion of the collection channel 10 parallel to the distribution channel 9 and connected to the distribution channel 9 by the channels 1 1 of heat absorption, to develop from its upstream end in direction of its downstream end taken in the direction of circulation of the fluid inside said collection channel 10, in a rectilinear manner, approaching the transverse side 22 of the frame 2 disposed closest to the portion of the collection channel 10.
  • the collection channel 10 develops towards the fluid outlet 8 the network 6 following a first path 12 substantially parallel to the longitudinal channels 1 1 of heat absorption and a second path 13 substantially parallel to the distribution channel 9 for positioning the fluid outlet 8 of the network 6 at a location close to the inlet 7 of fluid of the network 6 of the distribution channel 9.
  • the collection channel 10 develops in the direction of the fluid outlet 8 of the network 6 by following at least a first trace 12 of return developing along the longitudinal channels 1 1 absorption of cha their then a second trace 13 of return developing along the distribution channel 9, in the plane passing through the channels 1 1 of heat absorption in the flat-positioned state of the panel with the rear face of the panel forming the face from below.
  • the second return line 13 of the collection channel 10 extends inside the volume arranged between the portion of the collection channel 10 parallel to the distribution channel 9 and connected to the distribution channel 9 by said absorption channels 11.
  • the fluid outlet 8 of the network 6 is, in turn, positioned near the fluid inlet 7 of the network 6 of the distribution channel 9.
  • the spacing of the inlet orifices 7 and 8 fluid output network 6 is chosen generally less than 15 cm. This spacing is preferably less than 5% of the length of the channels 1 1 of heat absorption.
  • each channel 1 1 of heat absorption taken between the distribution channel 9 and the portion of the collection channel 10 parallel to the distribution channel 9 and connected to the distribution channel 9 by said channels 1 1 of heat absorption is equal to 2 meters, the center distance is less than 10 cm.
  • the second trace 13 of the return of the collection channel extends parallel to the plane containing the channels 1 1 of heat absorption. At its free end forming the fluid outlet 8 of the network 6 is bent
  • the fluid inlet 7 and outlet 8 of the network 6 protrude from the rear face 5 of the panel 1, which facilitates the connection to the rest of the network.
  • the longitudinal sides 21 of the frame 2 extend substantially horizontally parallel to said line 16 of the base of the roof.
  • substantially horizontally means at + 10 ° with respect to the horizontal.
  • the distribution channel 9 extends along the lower transverse side 22 of the frame of the roof.
  • panel with an upward slope from the distribution channel portion 9 equipped with the input 7 of the network towards the closed opposite end and the second trace 13 of the collection channel 10 extends on the contrary with a downward slope in the direction the output 8 of the network equipping said collection channel 10.
  • the parallel channels 1 1 of heat absorption extend according to the slope of the roof. All the channels are drainable by gravity.
  • the front face 4 of the panel 1 is formed by a transparent or translucent plate of the glass type.
  • the network 6 channels is plated on the underside of a thermally absorbent sheet also called absorber 14 and formed for example by an aluminum sheet.
  • the back side of the panel 1 is formed by a sheet material separated from the solar collector 3 by a thermal insulator.
  • the thermal insulation can be glass wool and the sheet material is aluminum foil.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

Panneau (1) solaire thermique comprenant un cadre (2) quadrangulaire de délimitation du bord périphérique du panneau (1) et un collecteur (3) solaire logé au moins partiellement à l'intérieur du cadre (2) entre les faces avant (4) et arrière (5) du panneau (1), ledit collecteur (3) solaire comprenant un réseau (6) de canaux pour une circulation d'un fluide dit caloporteur depuis une entrée (7) vers une sortie (8) dudit réseau (6), les canaux du réseau (6) comprenant un canal de distribution (9) équipé de l'entrée (7) de fluide du réseau (6), un canal de collecte (10) équipé de la sortie (8) de fluide du réseau (6) et des canaux (11) parallèles d'absorption de chaleur longitudinaux, s'étendant dans le sens de la longueur du panneau (1), et reliant entre eux le canal de distribution (9) et le canal de collecte (10). Les canaux (11) longitudinaux d'absorption de chaleur sont non parallèles aux côtés (21) longitudinaux du cadre (2) et en ce que les portions des canaux de distribution (9) et de collecte (10) parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux (11) d'absorption de chaleur sont non parallèles aux côtés (22) transversaux du cadre (2).

Description

Panneau solaire thermique auto-vidangeable
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un panneau solaire thermique auto-vidangeable.
Elle concerne plus particulièrement un panneau solaire thermique comprenant un cadre quadrangulaire de délimitation du bord périphérique du panneau avec deux côtés longitudinaux et deux côtés transversaux et un collecteur solaire logé au moins partiellement à l'intérieur du cadre entre les faces dites respectivement avant et arrière du panneau, ledit collecteur solaire comprenant un réseau de canaux pour une circulation d'un fluide dit caloporteur depuis une entrée vers une sortie dudit réseau, les canaux du réseau comprenant un canal de distribution équipé de l'entrée de fluide du réseau, un canal de collecte équipé de la sortie de fluide du réseau et des canaux parallèles d'absorption de chaleur dits longitudinaux, s'étendant dans le sens dit de la longueur du panneau, et reliant entre eux le canal de distribution et le canal de collecte. ART ANTERIEUR
Un tel panneau est dit auto-vidangeable car il est destiné à se vider du fluide caloporteur qu'il contient lorsque la circulation du fluide habituellement assurée par une pompe dédiée est stoppée. Cette auto-vidange permet notamment d'éviter l'ajout de fluide antigel, type propylène glycol, au fluide caloporteur lorsque celui-ci risque de geler et d'endommager le panneau solaire en période hivernale. Afin de garantir la vidange du panneau solaire auto-vidangeable, il est nécessaire, lors de l'installation du panneau, d'assurer une pente minimale de quelques degrés afin que le fluide caloporteur puisse s'écouler naturellement par gravité. Cela se traduit habituellement par un panneau posé de biais par rapport à son support le plus couramment une toiture d'habitation avec des fixations décalées verticalement les unes par rapport aux autres. Il en résulte d'une part, pour l'installateur, des difficultés pour installer les fixations du panneau solaire en respectant les décalages verticaux, cette difficulté étant accrue sur une pente pentue, d'autre part, un montage final inesthétique car le panneau est posé de biais sur la toiture. Un but de l'invention est donc de proposer un panneau solaire thermique dont la conception permet de surmonter les problèmes de l'état de la technique.
RESUME
A cet effet, l'invention a pour objet un panneau solaire thermique comprenant un cadre quadrangulaire de délimitation du bord périphérique du panneau avec deux côtés longitudinaux et deux côtés transversaux et un collecteur solaire logé au moins partiellement à l'intérieur du cadre entre les faces dites respectivement avant et arrière du panneau, ledit collecteur solaire comprenant un réseau de canaux pour une circulation d'un fluide dit caloporteur depuis une entrée vers une sortie dudit réseau, les canaux du réseau comprenant un canal de distribution équipé de l'entrée de fluide du réseau, un canal de collecte équipé de la sortie de fluide du réseau et des canaux parallèles d'absorption de chaleur dits longitudinaux, s'étendant dans le sens dit de la longueur du panneau, et reliant entre eux le canal de distribution et le canal de collecte, caractérisé en ce que les canaux longitudinaux d'absorption de chaleur sont non parallèles aux côtés dits longitudinaux du cadre et en ce que les portions des canaux de distribution et de collecte, sensiblement parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux d'absorption de chaleur, sont non parallèles aux côtés dits transversaux du cadre.
Il doit être noté que par sensiblement parallèles, on entend parallèle à 5° près.
La configuration géométrique des canaux permet de supprimer la nécessité d'une pose de biais du panneau sur un support, tel qu'une toiture, pour permettre la vidange par gravité des canaux. La configuration géométrique des canaux permet donc une pose, notamment sur toiture, simplifiée suivant une présentation portrait ou paysage du panneau avec les côtés du cadre du panneau parallèles ou perpendiculaires à la ligne de faîtage de la toiture tout en autorisant une vidange par gravité des canaux.
Selon un mode de réalisation, les canaux longitudinaux d'absorption de chaleur forment avec les côtés dits longitudinaux du cadre un angle (a) au moins égal à 0,5° et de préférence compris entre 0,5° et 10° et les portions des canaux de distribution et de collecte parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux d'absorption de chaleur forment chacune, avec un côté dit transversal du cadre un angle (β) au moins égal à 0,5°, et de préférence compris entre 0,5° et 10°.
Selon un mode de réalisation, le canal de distribution tend, au niveau de la portion du canal de distribution, sensiblement parallèle au canal de collecte, et reliée au canal de collecte par lesdits canaux d'absorption de chaleur, à se développer de manière rectiligne depuis son extrémité équipée de l'entrée de fluide du réseau vers son extrémité opposée en s'écartant du côté transversal du cadre disposé le plus proche de ladite portion du canal de distribution et le canal de collecte tend, au niveau de la portion du canal de collecte parallèle au canal de distribution et reliée au canal de distribution par lesdits canaux d'absorption de chaleur, à se développer depuis son extrémité amont en direction de son extrémité aval, pris dans le sens de circulation du fluide à l'intérieur dudit canal de collecte, de manière rectiligne, en se rapprochant dudit côté transversal du cadre disposé le plus proche de ladite portion du canal de collecte.
Selon un mode de réalisation, en position paysage, c'est-à-dire lorsque les côtés longitudinaux du cadre s'étendent sensiblement horizontalement, et à l'état dressé dans un plan vertical du panneau avec l'entrée de fluide du réseau du canal de distribution disposée en partie inférieure du panneau pour une circulation ascendante du fluide à l'intérieur du canal de distribution, les canaux longitudinaux d'absorption de chaleur se développent en suivant une pente ascendante depuis le canal de distribution en direction du canal de collecte.
Ces dispositions permettent une vidange des canaux du panneau solaire thermique en position paysage et en position portrait dudit panneau.
Selon un mode de réalisation, au-delà de la portion du canal de collecte parallèle au canal de distribution et reliée au canal de distribution par lesdits canaux d'absorption de chaleur, le canal de collecte se développe en direction de la sortie de fluide du réseau en suivant au moins un premier tracé de retour se développant le long des canaux longitudinaux d'absorption de chaleur puis un deuxième tracé de retour se développant le long du canal de distribution, hors du plan passant par les canaux d'absorption de chaleur, de sorte que la portion du canal de collecte parallèle au canal de distribution et reliée au canal de distribution par lesdits canaux d'absorption de chaleur, le premier tracé de retour et le deuxième tracé de retour du canal de collecte forment un U entre eux, le deuxième tracé de retour du canal de collecte s'étend entre la portion du canal de collecte parallèle au canal de distribution et reliée au canal de distribution par lesdits canaux d'absorption de chaleur et le canal de distribution et la sortie de fluide du réseau est positionnée à proximité de l'entrée de fluide du réseau du canal de distribution, l'entraxe des orifices d'entrée et de sortie de fluide du réseau étant inférieur à 200 mm, de préférence inférieur à 150 mm.
La configuration du panneau permet d'optimiser la facilité de connexion sans nuire au rendement énergétique et à l'encombrement en longueur dudit panneau.
La réunion de l'entrée et de la sortie du réseau de canaux en un même angle du panneau permet de limiter la visibilité des connexions au reste du circuit et facilite cette connexion.
Selon un mode de réalisation, le deuxième tracé de retour du canal de collecte s'étend sur au moins une partie de sa longueur parallèlement au plan contenant les canaux d'absorption de chaleur.
Selon un mode de réalisation, les entrée et sortie de fluide du réseau font saillie de la face arrière du panneau.
Selon un mode de réalisation, l'entraxe des orifices d'entrée et de sortie de fluide du réseau est inférieur à 10 %, de préférence à 5 % de la longueur des canaux d'absorption de chaleur.
Selon un mode de réalisation, la face avant du panneau est formée par une plaque transparente ou translucide du genre vitre.
Selon un mode de réalisation, le réseau de canaux est plaqué en sous-face d'une feuille absorbante encore appelée absorbeur et formée de préférence par une feuille en aluminium.
Selon un mode de réalisation, la face arrière du panneau est formée par un matériau en feuille séparé du collecteur solaire par un isolant thermique.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue schématique simplifiée d'un panneau en disposition portrait sur une toiture dont seule la ligne de base est représentée, le cadre du panneau étant représenté en pointillés ; la figure 2 représente une vue schématique simplifiée d'un panneau en disposition paysage sur une toiture dont seule la ligne de base est représentée, le cadre du panneau étant représenté en pointillés ; la figure 3 représente une vue en coupe transversale d'un panneau avec une vue de détail dudit panneau ; la figure 4 représente une vue en perspective du réseau de canaux avec le détail des entrée et sortie du réseau de canaux ; la figure 5 représente une vue en perspective du réseau de canaux prise sous un autre angle ; la figure 6 représente une vue schématique simplifiée d'un panneau intégré à une installation de chauffage partiellement représentée.
DESCRIPTION DETAILLEE
Comme mentionné ci-dessus, l'invention a pour objet un panneau 1 solaire thermique de type caisson. Ce panneau 1 comprend un collecteur 3 solaire logé au moins partiellement à l'intérieur d'un cadre 2 généralement rectangulaire ou carré, de délimitation du panneau 1 , entre les faces avant 4 et arrière 5 du panneau 1 . Ce collecteur 3 solaire comprend un réseau 6 de canaux, encore appelé harpe, à l'intérieur duquel circule un fluide caloporteur, tel qu'une solution aqueuse entre une entrée 7 et une sortie 8 du réseau 6 de canaux.
Généralement, ce panneau 1 est destiné à être installé sur une toiture d'une construction, comme illustré à la figure 6, et le réseau 6 de canaux est raccordé par ses entrée 7 et sortie 8 par exemple au ballon d'une installation de chauffage d'eau sanitaire ou d'eau de chauffage. Une pompe est installée entre le panneau 1 et le ballon et permet une circulation de fluide caloporteur à l'intérieur du réseau 6 de canaux depuis l'entrée 7 en direction de la sortie 8 de réseau 6 de canaux. Lorsque la pompe est à l'arrêt, il convient que le réseau 6 de canaux du panneau 1 puisse s'auto-vidanger.
Dans l'exemple représenté, le réseau 6 de canaux comprend un canal distribution 9 équipé de l'entrée 7 de fluide du réseau 6, un canal de collecte 10 équipé de la sortie 8 de fluide du réseau 6 et des canaux 1 1 parallèles d'absorption de chaleur, dits longitudinaux, s'étendant dans le sens de la longueur du panneau 1 , et reliant entre eux le canal de distribution 9 et le canal de collecte 10. Ces canaux sont disposés à l'intérieur du cadre 2 qui comporte quant à lui deux côtés 21 longitudinaux et deux côtés 22 transversaux. Ainsi, les canaux 1 1 longitudinaux d'absorption de chaleur du réseau 6 de canaux sont non parallèles aux côtés 21 longitudinaux du cadre 2 et les portions des canaux de distribution 9 et de collecte 10 parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux 1 1 d'absorption de chaleur sont non parallèles aux côtés 22 dits transversaux du cadre 2 contrairement à l'état de la technique où les canaux longitudinaux d'absorption de chaleur sont parallèles aux côtés longitudinaux du cadre et les portions de canaux de distribution et de collecte parallèles entre elles et reliées par lesdits canaux d'absorption de chaleur sont parallèles aux côtés transversaux du cadre.
En particulier, les canaux 1 1 longitudinaux d'absorption de chaleur forment avec les côtés 21 longitudinaux du cadre 2 un angle a voisin ici de 2° et les portions des canaux de distribution 9 et de collecte 10 parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux 1 1 d'absorption de chaleur forment chacune avec un côté 22 transversal du cadre 2 un angle β voisin de 2°.
Dans l'exemple représenté, le canal de distribution 9 tend, au niveau de la portion du canal de distribution 9, parallèle au canal de collecte 10, et reliée au canal de collecte 10 par lesdits canaux 1 1 d'absorption de chaleur, à se développer de manière rectiligne depuis son extrémité équipée de l'entrée 7 de fluide du réseau 6 vers son extrémité opposée en s'écartant du côté 22 transversal du cadre 2 disposé le plus proche de ladite portion du canal de distribution 9. Ce canal de distribution 9, qui peut être dit transversal car il se développe suivant la largeur du panneau, présente une extrémité opposée à l'extrémité équipée de l'entrée 7 fermée. Généralement, ce canal de distribution 9 est donc formé par un simple corps tubulaire borgne généralement en métal thermiquement conducteur, tel que du cuivre. Sur ce corps, sont soudés transversalement les canaux 1 1 d'absorption de chaleur longitudinaux, ici au nombre de 10, qui forment avec ledit canal de distribution à chaque fois un angle voisin ici de 90° et égal à ici à 94°.
Ces canaux 1 1 d'absorption de chaleur longitudinaux sont parallèles entre eux et sont formés également de corps tubulaires préférablement en cuivre. Ces canaux 1 1 d'absorption de chaleur débouchent à leur autre extrémité dans le canal de collecte 10 auquel ils sont également soudés. Ce canal de collecte 10 tend, au niveau de la portion du canal de collecte 10 parallèle au canal de distribution 9 et reliée au canal de distribution 9 par les canaux 1 1 d'absorption de chaleur, à se développer, depuis son extrémité amont en direction de son extrémité aval pris dans le sens de circulation du fluide à l'intérieur dudit canal de collecte 10, de manière rectiligne, en se rapprochant du côté 22 transversal du cadre 2 disposé le plus proche de la portion du canal de collecte 10.
Au-delà de la portion du canal de collecte 10 parallèle au canal de distribution 9 et reliée au canal de collecte 10 par lesdits canaux 1 1 d'absorption de chaleur, le canal de collecte 10 se développe en direction de la sortie 8 de fluide du réseau 6 en suivant un premier tracé 12 sensiblement parallèle aux canaux 1 1 longitudinaux d'absorption de chaleur puis un deuxième tracé 13 sensiblement parallèle au canal de distribution 9 pour un positionnement de la sortie 8 de fluide du réseau 6 en un emplacement voisin de l'entrée 7 de fluide du réseau 6 du canal de distribution 9. En d'autres termes, au-delà de la portion du canal de collecte 10 parallèle au canal de distribution 9 et reliée au canal de distribution 9 par lesdits canaux 1 1 d'absorption de chaleur, le canal de collecte 10 se développe en direction de la sortie 8 de fluide du réseau 6 en suivant au moins un premier tracé 12 de retour se développant le long des canaux 1 1 longitudinaux d'absorption de chaleur puis un deuxième tracé 13 de retour se développant le long du canal de distribution 9, sous le plan passant par les canaux 1 1 d'absorption de chaleur à l'état positionné à plat du panneau avec la face arrière du panneau formant la face du dessous. Ainsi, la portion du canal de collecte 10 parallèle au canal de distribution 9 et reliée au canal de distribution 9 par lesdits canaux 1 1 d'absorption de chaleur forme avec le premier tracé 12 de retour et le deuxième tracé 13 de retour du canal de collecte 10 un U. Le deuxième tracé 13 de retour du canal de collecte 10 s'étend à l'intérieur du volume disposé entre la portion du canal de collecte 10 parallèle au canal de distribution 9 et reliée au canal de distribution 9 par lesdits canaux 1 1 d'absorption de chaleur et le canal de distribution 9. La sortie 8 de fluide du réseau 6 est, quant à elle, positionnée à proximité de l'entrée 7 de fluide du réseau 6 du canal de distribution 9. L'entraxe des orifices d'entrée 7 et de sortie 8 de fluide du réseau 6 est choisi généralement inférieur à 15 cm. Cet entraxe est de préférence inférieur à 5% de la longueur des canaux 1 1 d'absorption de chaleur.
Ainsi, par exemple, si la longueur de chaque canal 1 1 d'absorption de chaleur prise entre le canal de distribution 9 et la portion du canal de collecte 10 parallèle au canal de distribution 9 et reliée au canal de distribution 9 par lesdits canaux 1 1 d'absorption de chaleur est égale à 2 mètres, l'entraxe est inférieur à 10 cm. Le deuxième tracé 13 de retour du canal de collecte s'étend parallèlement au plan contenant les canaux 1 1 d'absorption de chaleur. Au niveau de son extrémité libre formant la sortie 8 de fluide du réseau 6 est coudé
Ainsi, les entrée 7 et sortie 8 de fluide du réseau 6 font saillie de la face 5 arrière du panneau 1 , ce qui facilite le raccordement au reste du réseau.
En position paysage, comme illustré à la figure 2, où la ligne 16 représente la base de la toiture, les côtés 21 longitudinaux du cadre 2 s'étendent sensiblement horizontalement parallèlement à ladite ligne 16 de base de la toiture. Par "sensiblement horizontalement", on entend à + 10° près par rapport à l'horizontale. Dans cette position paysage et à l'état dressé dans un plan vertical du panneau 1 avec l'entrée 7 de fluide du réseau 6 du canal de distribution 9 disposée en partie inférieure du panneau 1 pour une circulation ascendante du fluide à l'intérieur du canal de distribution 9, les canaux 1 1 longitudinaux d'absorption de chaleur se développent en suivant une pente ascendante depuis le canal de distribution 9 en direction du canal de collecte 10.
En position portrait, comme illustré à la figure 1 où les côtés 22 transversaux du cadre 2 s'étendent parallèlement à la ligne de base 16 de la toiture, le canal de distribution 9 s'étend le long du côté 22 transversal inférieur du cadre du panneau avec une pente ascendante depuis la partie de canal de distribution 9 équipée de l'entrée 7 du réseau en direction de l'extrémité opposée fermée et le second tracé 13 du canal de collecte 10 s'étend au contraire avec une pente descendante en direction de la sortie 8 du réseau équipant ledit canal de collecte 10. Les canaux 1 1 parallèles d'absorption de chaleur s'étendent quant à eux suivant la pente de la toiture. L'ensemble des canaux est donc vidangeable par gravité.
Pour parfaire l'ensemble, la face 4 avant du panneau 1 est formée par une plaque transparente ou translucide du genre vitre. Le réseau 6 de canaux est plaqué en sous-face d'une feuille thermiquement absorbante encore appelée absorbeur 14 et formée par exemple par une feuille en aluminium. La face 5 arrière du panneau 1 est formée par un matériau en feuille séparé du collecteur 3 solaire par un isolant 15 thermique. L'isolation 15 thermique peut être de la laine de verre et le matériau en feuille, une feuille d'aluminium. Le détail de cette réalisation ne sera pas décrit car il est bien connu à ceux versés dans cet art. Grâce au panneau tel que décrit ci- dessus, le poseur peut installer un tel panneau en toiture de manière traditionnelle avec les côtés transversaux ou longitudinaux du panneau s'étendant parallèlement à la ligne de base ou à la ligne de faîtage de la toiture tout en obtenant un panneau auto-vidangeable par écoulement gravitaire.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Panneau (1 ) solaire thermique comprenant un cadre (2) quadrangulaire de délimitation du bord périphérique du panneau (1 ) avec deux côtés (21 ) longitudinaux et deux côtés (22) transversaux, et un collecteur (3) solaire logé au moins partiellement à l'intérieur du cadre (2), entre les faces dites respectivement avant (4) et arrière (5) du panneau (1 ), ledit collecteur (3) solaire comprenant un réseau (6) de canaux pour une circulation d'un fluide dit caloporteur depuis une entrée (7) vers une sortie (8) dudit réseau (6), les canaux du réseau (6) comprenant un canal de distribution (9) équipé de l'entrée (7) de fluide du réseau (6), un canal de collecte (10) équipé de la sortie (8) de fluide du réseau (6) et des canaux (1 1 ) parallèles d'absorption de chaleur dits longitudinaux, s'étendant dans le sens dit de la longueur du panneau (1 ), et reliant entre eux le canal de distribution (9) et le canal de collecte (10),
caractérisé en ce que les canaux (1 1 ) longitudinaux d'absorption de chaleur sont non parallèles aux côtés (21 ) dits longitudinaux du cadre (2) et en ce que les portions des canaux de distribution (9) et de collecte (10), sensiblement parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux (1 1 ) d'absorption de chaleur, sont non parallèles aux côtés (22) dits transversaux du cadre (2).
2. Panneau (1 ) selon la revendication précédente,
caractérisé en ce que les canaux (1 1 ) longitudinaux d'absorption de chaleur forment avec les côtés (21 ) dits longitudinaux du cadre (2) un angle (a) au moins égal à 0,5° et de préférence compris entre 0,5° et 10°, et en ce que les portions des canaux de distribution (9) et de collecte (10), parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux (1 1 ) d'absorption de chaleur, forment chacune avec un côté (22) dit transversal du cadre (2) un angle (β) au moins égal à 0,5° et de préférence compris entre 0,5° et 10°.
3. Panneau (1 ) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le canal de distribution (9) tend, au niveau de la portion du canal de distribution (9), sensiblement parallèle au canal de collecte (10), et reliée au canal de collecte (10) par lesdits canaux (1 1 ) d'absorption de chaleur, à se développer de manière rectiligne depuis son extrémité équipée de l'entrée (7) de fluide du réseau (6) vers son extrémité opposée en s'écartant du côté (22) transversal du cadre (2) disposé le plus proche de ladite portion du canal de distribution (9) et en ce que le canal de collecte (10) tend, au niveau de la portion du canal de collecte (10) parallèle au canal de distribution (9) et reliée au canal de distribution (9) par lesdits canaux (1 1 ) d'absorption de chaleur, à se développer depuis son extrémité amont en direction de son extrémité aval, pris dans le sens de circulation du fluide à l'intérieur dudit canal de collecte (10), de manière rectiligne, en se rapprochant dudit côté (22) transversal du cadre (2) disposé le plus proche de ladite portion du canal de collecte (10).
4. Panneau (1 ) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que, en position paysage, c'est-à-dire lorsque les côtés (21 ) longitudinaux du cadre s'étendent sensiblement horizontalement, et à l'état dressé dans un plan vertical du panneau (1 ) avec l'entrée (7) de fluide du réseau (6) du canal de distribution (9) disposée en partie inférieure du panneau (1 ) pour une circulation ascendante du fluide à l'intérieur du canal de distribution (9), les canaux (1 1 ) longitudinaux d'absorption de chaleur se développent en suivant une pente ascendante depuis le canal de distribution (9) en direction du canal de collecte (10).
5. Panneau (1 ) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que, au-delà de la portion du canal de collecte (10) parallèle au canal de distribution (9) et reliée au canal de distribution (9) par lesdits canaux (1 1 ) d'absorption de chaleur, le canal de collecte (10) se développe en direction de la sortie (8) de fluide du réseau (6) en suivant au moins un premier tracé (12) de retour se développant le long des canaux (1 1 ) longitudinaux d'absorption de chaleur puis un deuxième tracé (13) de retour se développant le long du canal de distribution (9), hors du plan passant par les canaux (1 1 ) d'absorption de chaleur de sorte que la portion du canal de collecte (10) parallèle au canal de distribution (9) et reliée au canal de distribution (9) par lesdits canaux (1 1 ) d'absorption de chaleur, le premier tracé (12) de retour et le deuxième tracé (13) de retour du canal de collecte (10) forment un U entre eux, en ce que le deuxième tracé (13) de retour du canal de collecte (10) s'étend entre la portion du canal de collecte (10) parallèle au canal de distribution (9) et reliée au canal de distribution (9) par lesdits canaux (1 1 ) d'absorption de chaleur et le canal de distribution (9) et en ce que la sortie (8) de fluide du réseau (6) est positionnée à proximité de l'entrée (7) de fluide du réseau (6) du canal de distribution (9), l'entraxe des orifices d'entrée (7) et de sortie (8) de fluide du réseau (6) étant inférieur à 200 mm, de préférence inférieur à 150 mm.
6. Panneau (1 ) selon la revendication précédente,
caractérisé en ce que le deuxième tracé (13) de retour du canal de collecte (10) s'étend sur au moins une partie de sa longueur parallèlement au plan contenant les canaux (1 1 ) d'absorption de chaleur.
7. Panneau (1 ) selon l'une des revendications 5 ou 6,
caractérisé en ce que l'entraxe des orifices d'entrée (7) et de sortie (8) de fluide du réseau (6) est inférieur à 10 %, de préférence à 5 % de la longueur des canaux (1 1 ) d'absorption de chaleur.
8. Panneau (1 ) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les entrée (7) et sortie (8) de fluide du réseau (6) font saillie de la face (5) arrière du panneau (1 ).
9. Panneau (1 ) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la face (4) avant du panneau (1 ) est formée par une plaque transparente ou translucide du genre vitre.
10. Panneau (1 ) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le réseau (6) de canaux est plaqué en sous-face d'une feuille absorbante encore appelée absorbeur (14) et formée, de préférence, par une feuille en aluminium.
1 1 . Panneau (1 ) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la face (5) arrière du panneau (1 ) est formée par un matériau en feuille séparé du collecteur (3) solaire par un isolant (15) thermique.
PCT/FR2016/053159 2015-12-01 2016-12-01 Panneau solaire thermique auto-vidangeable WO2017093668A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1561667 2015-12-01
FR1561667A FR3044394B1 (fr) 2015-12-01 2015-12-01 Panneau solaire thermique auto-vidangeable

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017093668A1 true WO2017093668A1 (fr) 2017-06-08

Family

ID=55300604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2016/053159 WO2017093668A1 (fr) 2015-12-01 2016-12-01 Panneau solaire thermique auto-vidangeable

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3044394B1 (fr)
WO (1) WO2017093668A1 (fr)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2355266A1 (fr) * 1976-06-15 1978-01-13 Olin Corp Dispositif echangeur de chaleur
FR2423733A1 (fr) * 1978-04-19 1979-11-16 Olin Corp Panneau d'echange thermique
US4210127A (en) * 1978-06-22 1980-07-01 Olin Corporation Heat exchanger panel having reference indicia and improved flow distribution
GB1591808A (en) * 1978-03-01 1981-06-24 Pearce F H Solar energy collector panels
JPS59139854U (ja) * 1983-03-08 1984-09-18 株式会社クボタ 太陽熱集熱器
DE10047823A1 (de) * 2000-09-27 2002-04-18 Rehau Ag & Co Absorber für Sonnenkollektor
WO2012094698A1 (fr) * 2011-01-12 2012-07-19 Rheem Australia Pty Limited Dispositif de drainage de collecteur solaire

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2355266A1 (fr) * 1976-06-15 1978-01-13 Olin Corp Dispositif echangeur de chaleur
GB1591808A (en) * 1978-03-01 1981-06-24 Pearce F H Solar energy collector panels
FR2423733A1 (fr) * 1978-04-19 1979-11-16 Olin Corp Panneau d'echange thermique
US4210127A (en) * 1978-06-22 1980-07-01 Olin Corporation Heat exchanger panel having reference indicia and improved flow distribution
JPS59139854U (ja) * 1983-03-08 1984-09-18 株式会社クボタ 太陽熱集熱器
DE10047823A1 (de) * 2000-09-27 2002-04-18 Rehau Ag & Co Absorber für Sonnenkollektor
WO2012094698A1 (fr) * 2011-01-12 2012-07-19 Rheem Australia Pty Limited Dispositif de drainage de collecteur solaire

Also Published As

Publication number Publication date
FR3044394B1 (fr) 2019-04-12
FR3044394A1 (fr) 2017-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010055235A1 (fr) Dispositif de support de panneaux de cellules photovoltaïques, système de support et ensemble installé
CA2791763A1 (fr) Procede d'integration d'une baie avionique ainsi que structure de plancher de mise en oeuvre
FR2917714A1 (fr) Turboreacteur pour aeronef
FR2934906A1 (fr) Calculateur embarque equipe d'un dispositif de refroidissement aeraulique autonome
WO2017093668A1 (fr) Panneau solaire thermique auto-vidangeable
CA2800715A1 (fr) Echangeur thermique aeraulique
FR2963664A1 (fr) Ensemble de pompe a chaleur et procede de montage d'un tel ensemble de pompe a chaleur dans un bati
FR2963164A1 (fr) Dispositif solaire hybride thermique et photovoltaique et installation comprenant un tel dispositif
FR2944818A1 (fr) Installation de panneaux photovoltaiques
CA2917539C (fr) Dispositif d'echange thermique et procede de fabrication d'un tel dispositif
EP2672191A1 (fr) Bac à condensats et appareil de traitement d'air muni d'un tel bac
EP1709370A1 (fr) Capteur solaire thermique a air
WO2020058585A1 (fr) Module de face avant pour vehicule automobile
EP3044019B1 (fr) Dispositif de conditionnement d'air de véhicule automobile à encombrement inférieur réduit
WO2018078259A1 (fr) Module de face avant pour vehicule automobile
EP2529415A2 (fr) Module de production d'énergie mixte photovoltaïque et thermique à partir du rayonnement solaire, et installation équipée de tels modules
FR2987851A3 (fr) Systeme d'isolation actif d'une facade d'un batiment et panneau d'isolation modulaire associe
FR2986862A1 (fr) Installation photovoltaique adaptee a l'altitude
US4388917A (en) Triangular solar collector
EP2354712A1 (fr) Capteur solaire thermique, systeme solaire thermique comprenant un tel capteur solaire thermique et procédé pour chauffer un espace habitable.
BE1010020A3 (fr) Collecteur hydraulique pour cascade d'appareils de chauffage de fluide caloporteur.
EP2761232B1 (fr) Système d'échange thermique pour conditionner l'air intérieur d'un espace
EP1396684B1 (fr) Dispositif de chauffage électrique
FR3037743A1 (fr) Ensemble de couverture d'un batiment equipe de panneaux photovoltaiques, structure support pour panneau photovoltaique, installation et procede de realisation associes
FR2467961A1 (fr) Volets solaires

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16813099

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16813099

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1