Récupérateur d'énergie solaire.
La présente invention concerne un récupérateur d'énergie solaire constitué d'un logement perméable au rayonnement sur sa face exposée à l'irradiation et comportant une isolation thermique sur ses autres faces, logement dans lequel est disposé un élément de transfert de chaleur dans lequel peut circuler un milieu support de chaleur et qui est constitué de deux lamelles métalliques disposées parallèlement
à la surface perméable au rayonnement, ces lamelles comportant des cavités résultant d'une déformation et dans lesquelles est disposée une conduite véhiculant le milieu support de chaleur.
Par suite de l'augmentation du prix de l'énergie calorifique (le prix du mazout de chauffage a considérablement augmenté et, comme on le sait par expérience, le prix du gaz est aligné sur celui du mazout), on est forcément amené
à utiliser, en plus du mazout et du gaz naturel, d'autres sources d'énergie tandis que, par suite des problèmes que pose la pollution de l'environnement, il est nécessaire de recourir de plus en plus à des énergies dites "plus propres". Les récupérateurs d'énergie solaire constituent un moyen approprié à cet égard, notamment dans les pays jouissant d'un rayonnement solaire proportionnel et agissant au cours de la majeure partie de l'année.
Les récupérateurs d'énergie solaire connus jusqu'à présent comportent plusieurs inconvénients, si bien que ces récupérateurs ne répondent pas aux conditions qui leur sont imposées ni en ce qui concerne les frais, ni en ce qui concerne leur durée de vie et, en partie également, en ce qui concerne leur poids. Dans les récupérateurs d'énergie solaire du type indiqué ci-dessus, des cavités sont pratiquées dans des tôles
de façon à former chaque fois, entre deux tôles assemblées,
un canal dans lequel est posé un tube ou un système de tubes
en cuivre. Les tubes en cuivre sont d'un prix élevé. Si l'on prévoit d'importantes sections transversales (par exemple, des tubes de 19,05 mm), le prix de revient est alors très élevé.
De même, les tubes en acier spécial sont également d'un prix trop élevé. Les récupérateurs avec lesquels on envisage de chauffer directement de l'eau potable, doivent être équipés
de tubes d'une section transversale de 19,05 mm si, pour des raisons de prix de revient, la circulation doit s'effectuer uniquement par gravité. Indépendamment du fait que, d'une part, la déformation des tôles ne peut être effectuée avec une telle précision et que, d'autre part, il .convient de prévoir des tolérances concernant le diamètre des tubes sans compter qu'en outre, la déformation des tubes en un serpentin tubulaire ne peut être effectuée à des dimensions exactes et précises, si bien que les tubes ne s'appliquent pas hermétiquement aux parois en tôle et que, par conséquent, le transfert de chaleur est fortement réduit, il en,résulte également notamment des problèmes de corrosion, car le cuivre et même l'acier spécial ne résistent pas à la corrosion provoquée par n'importe quel type d'eau.
Afin d'éviter le problème posé par la corrosion, on a déjà proposé de réaliser des récupérateurs d'énergie solaire en matière synthétique. Ces récupérateurs en matière synthétique posent un important problème du fait que les matières synthétiques thermoplastiques ne sont généralement pas stables aux rayons ultraviolets. Les récupérateurs d'énergie solaire subissent une pression, par exemple, la pression des canalisations d'eau. Une matière synthétique qui, d'une part, peut être sollicitée par pression et qui, d'autre part, supporte les rayons ultraviolets, de même que des températures supérieures à 100[deg.]C, n'existe pratiquement pas du moins en tant que matière thermoplastique permettant la déformation requise.
En conséquence, l'invention a pour objet de fournir un récupérateur d'énergie solaire répondant à ces conditions, c'est-à-dire un récupérateur pouvant être réalisé aisément et économiquement, dont le poids est réduit et dans lequel il ne se pose aucun problème concernant la corrosion provoquée par 1'eau en circulation.
On réalise cet objet avec un récupérateur d'énergie solaire du type indiqué ci-dessus suivant l'invention dans lequel la conduite est formée d'une matière synthétique
de forme tubulaire, résistant à la chaleur et à la corrosion
et dont la longueur, ainsi que la section transversale correspondent à peu près au canal formé par les cavités de déformation des lamelles opposées et reliées l'une à l'autre avec une bonne conductibilité thermique, des raccordements latéraux étant également prévus sur le logement du récupérateur du côté
de l'alimentation et du côté du retour.
Dans ce cas, la matière synthétique est façonnée, de préférence, sous forme d'un tuyau à paroi mince dont la longueur et la section transversale correspondent à peu près
au canal formé par les cavités de déformation des lamelles opposées et assemblées l'une à l'autre avec une bonne conductibilité thermique, des raccords fixés au récupérateur étant également prévus du côté de l'alimentation et du côté du retour.
Suivant une autre forme de réalisation préférée, la matière synthétique est façonnée sous forme d'un registre tubulaire rigide en matière synthétique résistant à la chaleur et à la corrosion et pouvant se dilater sous l'effet
de la pression et de la chaleur, la forme et la section transversale de ce registre correspondant à peu près aux canaux formés par les cavités de déformation des lamelles opposées et assemblées l'une à l'autre avec une bonne conductibilité thermique.
Dans le cas d'un tuyau, les tôles protègent ce dernier contre les rayons ultraviolets en le libérant de la pression, c'est-à-dire qu'en présence de pression, le tuyau vient s'appliquer hermétiquement sur les parois en tôle (cette caractéristique étant même voulue). Grâce aux dimensions des cavités de déformation, on peut empêcher une trop forte dilatation du diamètre du tuyau, évitant ainsi toute rupture par suite d'une dilatation excessive. Les tôles sont assemblées l'une à l'autre le long de la déformation moyennant un soudage par points ou un soudage à cordon roulé ou encore suivant un autre mode d'assemblage, si bien que les cavités formées peuvent être sollicitées par pression dans la zone du tuyau. En outre, le soudage d'assemblage sert à transférer la chaleur de la tôle supérieure orientée vers le soleil vers la tôle inférieure et
de là, au tuyau.
L'utilisation d'un tuyau à paroi mince et relativement économique en matière synthétique offre un avantage du fait que le prix de revient ne joue aucun rôle essentiel et que le tuyau peut avoir un grand diamètre.
Ce grand diamètre présente également un avantage du fait que le tuyau a une grande surface extérieure
et que, par conséquent, le milieu circulant dans le tuyau entre en contact avec une grande surface des parois métalliques, créant ainsi une grande surface de transfert de chaleur qui com-pense ainsi les propriétés de transfert de chaleur généralement moins bonnes de la matière synthétique. Dès lors, grâce à cette solution étonnamment simple, on obtient non seulement un récupérateur d'énergie solaire léger, mais également un prix de revient favorable et de bonnes conditions de transfert de chaleur tandis que, en utilisant le tuyau précité comme élément essentiel, on peut en même temps faire face aux problèmes posés par la corrosion.
Les mêmes avantages concernent également l'autre forme de réalisation dans laquelle la matière synthétique est façonnée sous forme d'un registre tubulaire rigide.
Le récupérateur d'énergie solaire suivant l'invention et d'autres formes de réalisation avantageuses seront décrits ci-après plus en détail par des exemples de réalisation donnés en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels :
la figure 1 est une vue en plan d'un récupérateur d'énergie solaire ; la figure 2 est une coupe du récupérateur d'énergie solaire, cette coupe étant prise suivant la ligne II-II de la figure 1 ; la figure 3 est une vue partiellement en coupe et de face d'un raccord prévu pour le tuyau ; la figure 4 est une vue en plan d'une autre forme de réalisation d'un récupérateur d'énergie solaire ; la figure 5 est une vue en plan d'une autre forme de réalisation du récupérateur d'énergie solaire,' les lamelles en tôle situées du côté de la face recevant le rayonnement étant représentées partiellement à droite ;
la figure 6 est une vue en coupe du collecteur d'alimentation ou de retour, cette coupe étant prise suivant la ligne VI-VI de la figure 5 ; la figure 7 est une coupe agrandie prise suivant la ligne VII-VII de la figure 5 ; la figure 8 est une vue en perspective d'un récupérateur d'énergie solaire installé et exposé au rayonnement solaire, ce récupérateur étant équipé d'un registre tubulaire, et la figure 9 est une vue latérale illustrant le principe de réalisation préféré d'un registre tubulaire.
Comme on peut le constater dans les figures
<EMI ID=1.1>
de verre 6 et qui, par conséquent, est soumis à un effet de serre chaude, on prévoit deux lamelles en tôle 3 dont les bords sont encastrés dans une matière synthétique 7 ou qui sont maintenues d'une autre manière dans ce logement.
Au moyen d'une presse appropriée, dans ces lamelles en tôle, on pratique des cavités 2 dont la configuration est représentée en figure 1. Comme on peut le constater en figure 2, les deux lamelles sont disposées face à face, formant ainsi un canal sinueux dans lequel est disposé le tuyau en matière synthétique à paroi mince 1. A ses extrémités, le tuyau en matière synthétique 1 est adapté sur des raccords 4 comportant un filet interne 8 et réalisés, de préférence, en matière synthétique, le tuyau étant maintenu sur ces raccords au moyen d'un adhésif ou de garnitures (non représentés).
De préférence, ces raccords 4 comportent deux prolongements latéraux sous forme de pattes 9, ces prolongements étant disposés dans des empreintes correspondantes 10 pratiquées dans les zones de raccordement des lamelles 3, si bien que ces raccords sont maintenus par les lamelles 3 en étant fixés entre ces dernières. Evidemment, le tuyau 1 ne doit pas nécessairement être monté sur les raccords
<EMI ID=2.1>
dans ces raccords en tenant compte des rapports correspondants entre les diamètres.
Comme on peut le constater en figure 4, les lamelles 3 peuvent également comporter plusieurs canaux ou cavités s'étendant parallèlement ; dans ce cas, dans chaque canal, s'étend un tuyau séparé 1 pouvant être raccordé aux raccords 11 du collecteur. Le retour s'effectue dans le récupé-
<EMI ID=3.1>
circulation dans le sens de la flèche 15. Le récupérateur d'énergie solaire représenté en figure 1 mesure environ 1 x 2 m' et il peut éventuellement être divisé en sections individuelles. Le canal ou le tuyau formé lors de l'assemblage des lamelles peut avoir un diamètre de l'ordre d'environ 2 à 4 cm.
La forme de réalisation comportant le registre tubulaire en matière synthétique comme représenté dans les figures 5 à 9 ne se différencie pas sensiblement de celle décrite jusqu'à présent. En conséquence, les éléments correspondants sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
Comme on peut le constater dans les figures 5 et 9, le registre tubulaire 12 est, dans ce cas, formé de deux demi-coquilles 16, 16' entre lesquelles, lors de la fabrication, on fait glisser une surface chauffante 17 de dimensions correspondantes avec laquelle sont fusionnées les surfaces de séparation 18 tandis que, après avoir retiré cette surface chauffante, les surfaces de séparation 18 sont pressées ensem-
<EMI ID=4.1>
chacune des demi-collecteurs 19, 20 et des conduits tubulaires
21 sont assemblées par des cordons de soudure 22 avant le soudage avec la surface chauffante 17.
De préférence, les moitiés des conduits collecteurs 19, 20 et les conduits tubulaires 21 sont réalisés par extrusion en continu et on y prévoit de petits rebords à brides 23 dont les dimensions sont calculées de façon à remplir le coin 24 (figure 7) se formant inévitablement lors de l'assemblage des lamelles de tôle 3. Les cols de raccordement 25 pour les conduits tubulaires 21 sont formés dans un outil correspondant lorsque les pièces des conduits collecteurs 19, 20 ont été chauffées de manière plastiquement déformable dans les zones de raccordement en cause.
En principe, les cavités de déformation 2 sont pratiquées dans le registre tubulaire 12 avec des dimensions à ce point précises que, lorsque les tubes sont introduits entre elles, ils ne sont pas fortement écartés des lamelles 3. Indépendamment de cette caractéristique, en ce qui concerne le sup-, port formé par les lamelles 3, suivant une caractéristique importante, la matière synthétique peut être à ce point mince et souple qu'en cas de pression et/ou de sollicitation thermique, elle vient s'appliquer parfaitement aux cavités de déformation 2.
Le récupérateur d'énergie solaire comportant un registre tubulaire est installé comme représenté en figure 8 en étant orienté vers les rayons solaires 26, de façon connue
en soi. Le récupérateur d'énergie solaire représenté en figure
1 est installé de la même manière.
Une coupe du récupérateur d'énergie solaire comportant le registre tubulaire 12 correspond essentiellement à
<EMI ID=5.1>
REVENDICATIONS
1. Récupérateur d'énergie solaire constitué d'un logement perméable au rayonnement sur la face exposée aux radiations et comportant une isolation thermique sur ses autres faces, logement dans lequel est disposé un élément de transfert de chaleur dans lequel peut circuler un milieu support de chaleur et qui est constitué de deux lamelles métalliques disposées parallèlement à la surface perméable au rayonnement, ces lamelles comportant des cavités de déformation dans lesquelles est prévue au moins une conduite pour la circulation du milieu support de chaleur, caractérisé en ce que cette conduite est réalisée en une matière synthétique de forme tubulaire, résistant à la chaleur et à la corrosion et dont la longueur, ainsi que la section transversale correspondent à peu près au canal formé par les cavités de déformation des lamelles opposées et
<EMI ID=6.1>
mique, des raccords latéraux étant prévus sur le logement du récupérateur du côté de l'alimentation et du retour.
2. Récupérateur d'énergie solaire suivant
Solar energy recuperator.
The present invention relates to a solar energy recuperator consisting of a housing permeable to radiation on its face exposed to irradiation and having thermal insulation on its other faces, housing in which is disposed a heat transfer element in which can circulate a heat support medium and which consists of two metal strips arranged in parallel
with the surface permeable to radiation, these lamellae comprising cavities resulting from deformation and in which is arranged a pipe conveying the heat support medium.
As a result of the increase in the price of heating energy (the price of heating oil has increased considerably and, as we know from experience, the price of gas is aligned with that of heating oil), we are necessarily brought
to use, in addition to fuel oil and natural gas, other sources of energy while, owing to the problems posed by environmental pollution, it is necessary to resort more and more to so-called "more clean ". Solar energy collectors are an appropriate means in this regard, especially in countries with proportional solar radiation and operating during most of the year.
Solar energy recoverers known until now have several drawbacks, so that these recoverers do not meet the conditions imposed on them neither with regard to costs, nor with regard to their lifespan and, in part. also, with regard to their weight. In solar energy recuperators of the type indicated above, cavities are made in sheets
so as to form each time, between two assembled sheets,
a channel in which a tube or a system of tubes is laid
in copper. Copper tubes are expensive. If large cross sections are provided (for example, 19.05 mm tubes), then the cost price is very high.
Likewise, special steel pipes are also overpriced. Recuperators with which it is planned to directly heat drinking water must be equipped
tubes with a cross-section of 19.05 mm if, for cost reasons, circulation must be carried out only by gravity. Irrespective of the fact that, on the one hand, the deformation of the sheets cannot be carried out with such precision and that, on the other hand, it is necessary to provide for tolerances concerning the diameter of the tubes, without taking into account that, in addition, the deformation of the tubes into a tubular coil cannot be carried out to exact and precise dimensions, so the tubes do not apply tightly to the sheet metal walls and, as a result, the heat transfer is greatly reduced. Corrosion problems also result in particular, since copper and even special steel do not resist corrosion caused by any type of water.
In order to avoid the problem posed by corrosion, it has already been proposed to produce solar energy recoverers in synthetic material. These synthetic waste collectors pose a significant problem because thermoplastic plastics are generally not stable to ultraviolet rays. Solar energy collectors are under pressure, for example, pressure from water pipes. A synthetic material which, on the one hand, can be stressed by pressure and which, on the other hand, withstands ultraviolet rays, as well as temperatures above 100 [deg.] C, practically does not exist at least in as a thermoplastic material allowing the required deformation.
Consequently, the object of the invention is to provide a solar energy recuperator meeting these conditions, that is to say a recuperator which can be easily and economically produced, the weight of which is reduced and in which it does not arise. no problem with corrosion caused by circulating water.
This object is achieved with a solar energy recuperator of the type indicated above according to the invention in which the pipe is formed of a synthetic material
tubular in shape, resistant to heat and corrosion
and whose length, as well as the cross section correspond approximately to the channel formed by the deformation cavities of the opposite lamellae and connected to each other with good thermal conductivity, lateral connections also being provided on the housing of the side recuperator
supply and return side.
In this case, the synthetic material is preferably shaped as a thin-walled pipe, the length and cross-section of which roughly correspond to
to the channel formed by the deformation cavities of the opposite lamellae and assembled to each other with good thermal conductivity, fittings fixed to the recuperator also being provided on the supply side and on the return side.
According to another preferred embodiment, the synthetic material is formed in the form of a rigid tubular register of synthetic material which is resistant to heat and corrosion and which can expand under the effect.
of the pressure and of the heat, the shape and the cross section of this register corresponding approximately to the channels formed by the deformation cavities of the opposed lamellae and assembled to each other with good thermal conductivity.
In the case of a pipe, the sheets protect the latter against ultraviolet rays by releasing it from the pressure, that is to say that in the presence of pressure, the pipe is applied hermetically to the sheet walls. (this characteristic being even intended). By virtue of the dimensions of the deformation cavities, it is possible to prevent too great an expansion of the diameter of the pipe, thus avoiding any rupture due to excessive expansion. The sheets are joined to each other along the deformation by means of spot welding or bead welding or in another method of assembly, so that the formed cavities can be stressed by pressure in the pipe area. In addition, joint welding serves to transfer heat from the upper sheet facing the sun to the lower sheet and
from there to the pipe.
The use of a thin-walled and relatively economical plastic pipe offers an advantage in that the cost does not play any essential role and that the pipe can have a large diameter.
This large diameter also has an advantage in that the pipe has a large outer surface.
and that, therefore, the medium circulating in the pipe comes into contact with a large area of the metal walls, thereby creating a large heat transfer area which thus compensates for the generally poorer heat transfer properties of the synthetic material. . Consequently, thanks to this surprisingly simple solution, one obtains not only a light solar energy recuperator, but also a favorable cost price and good heat transfer conditions while, using the aforementioned pipe as an essential element, one obtains can at the same time cope with the problems caused by corrosion.
The same advantages also apply to the other embodiment in which the synthetic material is shaped in the form of a rigid tubular register.
The solar energy recuperator according to the invention and other advantageous embodiments will be described below in more detail by exemplary embodiments given with reference to the appended schematic drawings in which:
Figure 1 is a plan view of a solar energy collector; FIG. 2 is a section through the solar energy recuperator, this section being taken along line II-II of FIG. 1; Figure 3 is a partially sectional front view of a connector provided for the pipe; Figure 4 is a plan view of another embodiment of a solar energy recuperator; FIG. 5 is a plan view of another embodiment of the solar energy recuperator, the sheet metal strips located on the side of the face receiving the radiation being shown partially to the right;
Figure 6 is a sectional view of the supply or return manifold, this section being taken along the line VI-VI of Figure 5; Figure 7 is an enlarged section taken along the line VII-VII of Figure 5; Figure 8 is a perspective view of an installed solar energy recuperator exposed to solar radiation, this recuperator being equipped with a tubular register, and Fig. 9 is a side view illustrating the preferred embodiment of a tubular register.
As can be seen in the figures
<EMI ID = 1.1>
glass 6 and which, therefore, is subjected to a greenhouse effect, there are two sheet lamellae 3, the edges of which are embedded in a synthetic material 7 or which are held in another way in this housing.
By means of a suitable press, in these sheet metal strips, cavities 2 are made, the configuration of which is shown in FIG. 1. As can be seen in FIG. 2, the two strips are placed face to face, thus forming a channel. sinuous in which the thin-walled synthetic material pipe 1 is arranged. At its ends, the synthetic material pipe 1 is fitted to fittings 4 comprising an internal thread 8 and preferably made of synthetic material, the pipe being held on these connections by means of an adhesive or gaskets (not shown).
Preferably, these connectors 4 comprise two lateral extensions in the form of tabs 9, these extensions being arranged in corresponding indentations 10 made in the connection zones of the strips 3, so that these connectors are held by the strips 3 by being fixed between these last. Obviously, pipe 1 does not necessarily have to be fitted to the fittings
<EMI ID = 2.1>
in these fittings, taking into account the corresponding ratios between the diameters.
As can be seen in Figure 4, the lamellae 3 can also include several channels or cavities extending in parallel; in this case, in each channel, extends a separate pipe 1 which can be connected to the connectors 11 of the manifold. The return is made in the recuperation
<EMI ID = 3.1>
circulation in the direction of the arrow 15. The solar energy recuperator shown in FIG. 1 measures approximately 1 x 2 m 'and it can optionally be divided into individual sections. The channel or pipe formed during the assembly of the lamellae may have a diameter of the order of about 2 to 4 cm.
The embodiment comprising the tubular register of synthetic material as shown in Figures 5 to 9 does not differ significantly from that described so far. Accordingly, the corresponding elements are designated by the same reference numerals.
As can be seen in Figures 5 and 9, the tubular register 12 is, in this case, formed of two half-shells 16, 16 'between which, during manufacture, a heating surface 17 of corresponding dimensions is slid. with which the separation surfaces 18 are fused while, after removing this heating surface, the separation surfaces 18 are pressed together.
<EMI ID = 4.1>
each of the half-collectors 19, 20 and of the tubular conduits
21 are assembled by weld seams 22 before welding with the heating surface 17.
Preferably, the halves of the collecting conduits 19, 20 and the tubular conduits 21 are produced by continuous extrusion and there are provided small flanged edges 23, the dimensions of which are calculated so as to fill the corner 24 (FIG. 7) forming. inevitably during the assembly of the sheet metal strips 3. The connecting necks 25 for the tubular conduits 21 are formed in a corresponding tool when the parts of the collecting conduits 19, 20 have been heated in a plastically deformable manner in the connection areas in cause.
In principle, the deformation cavities 2 are made in the tubular register 12 with dimensions so precise that, when the tubes are introduced between them, they are not strongly separated from the lamellae 3. Regardless of this characteristic, in what relates to the support formed by the strips 3, according to an important characteristic, the synthetic material can be so thin and flexible that in the event of pressure and / or thermal stress, it is applied perfectly to the cavities of deformation 2.
The solar energy recuperator comprising a tubular register is installed as shown in FIG. 8 while being oriented towards the solar rays 26, in a known manner.
in itself. The solar energy collector shown in figure
1 is installed in the same way.
A section of the solar energy recuperator comprising the tubular register 12 essentially corresponds to
<EMI ID = 5.1>
CLAIMS
1. Solar energy recuperator consisting of a housing permeable to radiation on the face exposed to radiation and comprising thermal insulation on its other faces, housing in which is arranged a heat transfer element in which can circulate a support medium of heat and which consists of two metal lamellae arranged parallel to the surface permeable to radiation, these lamellae comprising deformation cavities in which at least one pipe is provided for the circulation of the heat support medium, characterized in that this pipe is produced made of a synthetic material of tubular shape, resistant to heat and corrosion and the length and cross section of which correspond approximately to the channel formed by the deformation cavities of the opposing lamellae and
<EMI ID = 6.1>
mique, side connections being provided on the recuperator housing on the supply and return side.
2. Next solar energy recuperator