NL8303984A

NL8303984A - Thermo-siphon solar heating system - has storage vessel connected to solar collector via flow and return lines passing through common opening in vessel wall

Info

Publication number: NL8303984A
Application number: NL8303984A
Authority: NL
Original assignee: En Besparende Systemen B V
Priority date: 1983-11-18
Filing date: 1983-11-18
Publication date: 1985-06-17

Abstract

The solar heating system comprises a liquid heat transfer circuit containing a solar collector and a storage vessel (3) (containing a heat exchanger). The flow (22) line (5) from the collector to the vessel and the connection for the return (21) line (8) to the collector pass through a common opening in the wall of the vessel, adjacent to the bottom. The flow line has a heat-insulated portion (7) extending co-axially through the connection (6; 13-20) for the return line. The vessel is placed ata higher level than the collector whilst the outlet end of the flow line (5;7) is at around two thirds of the height of the vessel to provide thermo-siphon circulation of the heat transfer liquid.

Description

* »· t * * X Sch/JS/EBS 1* »T * * X Sch / JS / EBS 1

Thermo-Syphon zonne-energiesysteem.Thermo-Siphon solar energy system.

De uitvinding heeft betrekking op een zonne-energiesysteem, omvattende een vioeistofkringloop, waarin een zonne-warmtecollector en een warmteopslagvat zijn opgenomen.The invention relates to a solar energy system, comprising a liquid cycle, in which a solar heat collector and a heat storage vessel are included.

Van een dergelijk bekend systeem zijn de toevoerleiding 5 van de collector naar het opslagvat en de retourleiding vanaf het opslagvat naar de collector aan respectievelijk de bovenzijde en de onderzijde van het warmteopslagvat daaraan aangesloten. Als gevolg van deze opbouw dienen de beide genoemde leidingen via afzonderlijke koppelingen met het warmteopslag 10 te worden gekoppeld, hetgeen tijdrovend is, installatiepro-blemen met zich kan meebrengen en bovendien de relatief hoge kosten van appendages met zich meebrengt.From such a known system, the supply line 5 from the collector to the storage vessel and the return line from the storage vessel to the collector are connected to it at the top and the bottom of the heat storage vessel, respectively. As a result of this construction, the two pipes mentioned must be coupled to the heat storage 10 via separate couplings, which is time-consuming, can cause installation problems and moreover involves the relatively high costs of fittings.

Verder dient ofwel de toevoerleiding ofwel de retourleiding, ofwel dienen beide leidingen zich buiten het vat over 15 een deel van de hoogte daarvan uit te strekken, hetgeen warmteverliezen met zich meebrengt.Furthermore, either the supply pipe or the return pipe, or both pipes must extend outside the vessel over part of the height thereof, which entails heat losses.

De uitvinding beoogt, een zonne-energiesysteem zodanig uit te voeren, dat het relatief goedkoop kan worden vervaardigd, de installatie eenvoudig en daardoor goedkoop kan 20 plaatsvinden en warmteverlies als gevolg van relatief lange vrije leidingen te voorkomen.The object of the invention is to design a solar energy system in such a way that it can be manufactured relatively cheaply, the installation can take place simply and thereby cheaply and to prevent heat loss as a result of relatively long free pipes.

Ter bereiking van deze doelstellingen verschaft de uitvinding in het algemeen een zonne-energiesysteem van het in de aanhef vermelde type, dat de bijzonderheid vertoont dat de 25 toevoerleiding van de collector naar het opslagvat en de retourleiding vanaf het warmteopslagvat naar de collector door één en dezelfde doorvoeropening in de wand van het warmteopslagvat zijn heen gevoerd.In order to achieve these objectives, the invention generally provides a solar energy system of the type stated in the preamble, which has the special feature that the supply line from the collector to the storage vessel and the return line from the heat storage vessel to the collector by one and the same passage opening in the wall of the heat storage vessel have been passed.

Teneinde het warmteverlies zoveel mogelijk te voorkomen, 30 kan met voordeel gebruik worden gemaakt van een variant waarin de doorvoeropening zich aan de onderzijde van het warmteopslagvat bevindt. Ter toelichting moge dienen, dat bij een natuurlijke temperatuurverdeling in het warmteopslagvat, dat wil zeggen in gestratificeerde omstandigheden, het onderste 8303984 -2-In order to prevent the heat loss as much as possible, use can advantageously be made of a variant in which the passage opening is located at the bottom of the heat storage vessel. It may be explained by way of explanation that with a natural temperature distribution in the heat storage vessel, i.e. under stratified conditions, the lower 8303984 -2-

KM IKM I

- «C- «C

deel van het vat relatief koud is. Het zal duidelijk zijn, dat daardoor warmteverliezen beperkt blijven ten opzichte van het geval, waarin de doorvoeropening zich aan de bovenzijde, de warme kant, van het warmteopslagvat bevindt.part of the vessel is relatively cold. It will be clear that heat losses thereby remain limited compared to the case where the passage opening is located at the top, the warm side, of the heat storage vessel.

5 in een zeer eenvoudige en praktische variant bevindt ter plaatse van de doorvoeropening door de wand van het warmteopslagvat de toevoerleiding zich binnen de retourleiding en is de toevoerleiding tenminste in het zich in de retourleiding uitstrekkende deel warmte-isolerend uitgevoerd.5, in a very simple and practical variant, at the location of the passage opening through the wall of the heat storage vessel, the supply line is located within the return line and the supply line is designed to be heat-insulating at least in the part extending in the return line.

10 Verder kan gebruik worden gemaakt van een uitvoering waarin ter verkrijging van een thermosifon-werking in de kringloop het warmteopslagvat hoger is geplaatst dan de collector en de toevoerleiding op een hogere plaats in het warmteopslagvat uitmondt dan de retourleiding, 15 Bij voorkeur mondt de toevoerleiding op ongeveer twee derde van de hoogte van het warmteopslagvat daarin uit.Furthermore, use can be made of an embodiment in which, in order to obtain a thermosiphon effect in the circuit, the heat storage vessel is placed higher than the collector and the supply pipe opens into the heat storage vessel at a higher location than the return pipe. about two thirds of the height of the heat storage vessel therein.

In een systeem, in het warmteopslagvat waarvan een warmtewisselaar is geplaatst, strekt bij voorkeur de warmtewisselaar zich over in hoofdzaak de gehele hoogte van het warmte-20 opslagvat uit. Op deze wijze wordt verzekerd, dat in het warmteopslagvat een zo goed mogelijke gelaagdheid of stratificatie blijft bestaan, die de opbrengst van het systeem bevordert. In dit verband wordt de aandacht erop gevestigd, dat een goede gelaagdheid slechts is verzekerd met een niet al te 25 grote volumestroom van het warmtetransportmedium door de vloeistofkringloop.In a system, in which the heat storage vessel has a heat exchanger, the heat exchanger preferably extends over substantially the entire height of the heat storage vessel. In this way it is ensured that the best possible stratification or stratification remains in the heat storage vessel, which promotes the yield of the system. In this connection, attention is drawn to the fact that good stratification is ensured only with a not too great volume flow of the heat transport medium through the liquid cycle.

De uitvinding strekt zich verder uit tot een aansluit-stuk, dat speciaal is bestemd en ingericht ten gebruike in de kringloop van een zonne-energiesysteem volgens de uitvinding. 30 Dit aansluitstuk is gekenmerkt door een buitenbuis met aan-sluiteinde voor de verbinding met het opslagvat, een aan de buitenbuis aangebracht aansluiteinde voor de retourleiding en middelen voor het fixeren van de buitenbuis heen gevoerde toevoerleiding in die buitenbuis.The invention further extends to a connecting piece which is specially intended and arranged for use in the cycle of a solar energy system according to the invention. This connecting piece is characterized by an outer tube with connection end for connection to the storage vessel, a connection end arranged on the outer tube for the return pipe and means for supply pipe fed into the outer pipe for fixing the outer pipe.

35 Zoals boven reeds is opgemerkt, kan met voordeel dit aansluitstuk zodanig zijn uitgevoerd, dat de toevoerleiding zich binnen de retourleiding bevindt en de toevoerleiding zich in het zich in de retourleiding uitstrekkende deel 8303984As has already been noted above, this connecting piece can advantageously be designed in such a way that the supply line is located within the return line and the supply line is located in the part 8303984 extending in the return line.

II

-3- i warmte-isolerend is uitgevoerd. Bijvoorbeeld geheel uit warmte-isolerend materiaal bestaat. Door een dergelijke uitvoering wordt de warmte-afgifte van het relatief warmte medium in de toevoerleiding van de collector naar het opslagvat 5 en het relatief koude medium in de retourleiding vanaf het warmteopslagvat naar de collector beperkt.-3- i is heat-insulating. For example, consists entirely of heat-insulating material. Such an embodiment limits the heat output of the relative heat medium in the supply pipe from the collector to the storage vessel 5 and the relatively cold medium in the return pipe from the heat storage vessel to the collector.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een tekening van een willekeurig uitvoeringsvoorbeeld. In de tekening tonen: 10 fig.1 een schematische weergave van een thermo-Syphon zonne-energiesysteem volgens de uitvinding? en fig.2 een aansluitstuk, zijnde het detail II in fig.1.The invention will now be elucidated on the basis of a drawing of an arbitrary embodiment. In the drawing: Fig. 1 shows a schematic representation of a thermo-Siphon solar energy system according to the invention? and Figure 2 shows a connecting piece, being the detail II in Figure 1.

Fig.1 toont een zonne-energiesysteem 1 met een zonne-warmtecollector 2 en een warmteopslagvat 3.Fig. 1 shows a solar energy system 1 with a solar heat collector 2 and a heat storage vessel 3.

15 Het bovenste, aan de zon bloot te stellen deel 4 van de zonnewarmtecollector 2 mondt met zijn bovenste uiteinde uit in een toevoerleiding 5, die via een aansluitstuk 6 is verbonden met een daaraan aansluitende toevoerleiding 7 van warmte-isolerend materiaal, die op ongeveer twee-derde van de 20 hoogte van het warmteopslagvat 3 daarin uitmondt.The upper, sun-exposed part 4 of the solar heat collector 2 opens with its upper end into a supply line 5, which is connected via a connecting piece 6 to a connecting supply line 7 of heat-insulating material, which is connected to approximately two -third of the height of the heat storage vessel 3 opens into it.

Het onderste uiteinde van de zonnewarmtecollector 2 is aangesloten op een retourleiding 8, die via het aansluitstuk 6 in verbinding staat met het warmteopslagvat 3.The lower end of the solar heat collector 2 is connected to a return pipe 8, which communicates via the connecting piece 6 with the heat storage vessel 3.

In het warmteopslagvat 3 is een zich over nagenoeg de 25 gehele hoogte van het vat 3 uitstrekkende warmtewisselaar 9 geplaatst. Deze omvat een toevoeraansluiting 10 en een af-voeraansluiting 11. Deze aansluitingen 10 en 11 dienen voor aansluiting aan een circuit voor gebruiksmedium.A heat exchanger 9 extending over almost the entire height of the vessel 3 is placed in the heat storage vessel 3. This comprises a supply connection 10 and a discharge connection 11. These connections 10 and 11 serve for connection to a circuit for medium of use.

Aan de bovenzijde van het warmteopslagvat 3 bevindt zich 30 verder een ontluchtingsventiel 12.A vent valve 12 is further located at the top of the heat storage vessel 3.

Fig.2 toont het aansluitstuk 6 meer in detail. Het omvat een buitenbuis 13 met een aansluiteinde 14, dat door een afdichting 15 afdichtend samenwerkt met de toevoerleiding 5, die kan worden gekoppeld met de in het vat 3 aanwezige toe-35 voerleiding 7, waarbij de buitenbuis 13 verder een aansluiteinde 16 vertoont voor de retourleiding 8, welke retourleiding 8 door middel van een afdichtring 17 afdichtend met het aansluiteinde 16 samenwerkt.Fig. 2 shows the connection piece 6 in more detail. It comprises an outer tube 13 with a connecting end 14, which cooperates sealingly with the supply line 5 through a seal 15, which can be coupled to the supply line 7 present in the vessel 3, the outer tube 13 further having a connecting end 16 for the return line 8, which return line 8 cooperates sealingly with the connecting end 16 by means of a sealing ring 17.

8303984 ' / -4-8303984 '/ -4-

Zoals fig.2 toont, is de buitenbuis 13 door middel van een afdichtring 18 afdichtend gekoppeld met een koppelbuis-deel 19 voor koppeling van de buitenbuis 13, en de daardoor gedragen aansluiteinden 14 en 16, met een aansluiteinde 20 5 voor verbinding met het warmteopslagvat 3, zoals in minder detail in fig.1 is weergegeven.As shown in fig. 2, the outer tube 13 is sealingly coupled by means of a sealing ring 18 to a coupling tube part 19 for coupling of the outer tube 13, and the connecting ends 14 and 16 carried therewith, with a connecting end 20 for connection to the heat storage vessel 3, as shown in less detail in FIG.

De buitenbuis 13, het koppel-buisdeel 19 en het aansluiteinde 20 begrenzen een ruimte, waarbinnen zich de toe-voerleiding 7 bevindt. Pijlen 21 tonen, hoe van het warmteop-10 slagvat 3 afkomstig, afgekoeld medium vanuit het warmteopslagvat 3, via het aansluiteinde 20 het koppel-buisdeel 19, de buitenbuis 13 en het aansluiteinde 16, kan worden toegevoerd aan de retourleiding 8. Pijlen 22 geven de richting aan, waarin het van de zonnewarmtecollector 2 afkomstige, 15 opgewarmde medium via de toevoerleiding 5 en de toevoerlei-ding 7 wordt toegevoerd aan het warmteopslagvat 3.The outer tube 13, the coupling tube part 19 and the connecting end 20 delimit a space within which the supply line 7 is located. Arrows 21 show how cooled medium from the heat storage vessel 3 from the heat storage vessel 3, via the connecting end 20, the coupling pipe part 19, the outer pipe 13 and the connecting end 16, can be supplied to the return pipe 8. Arrows 22 indicate the direction in which the heated medium from the solar heat collector 2 is supplied to the heat storage vessel 3 via the supply line 5 and the supply line 7.

83039848303984

Claims

Solar energy system, comprising a liquid circuit, in which a solar heat collector and a heat storage vessel are included, characterized in that the supply line from the collector to the storage vessel and the return line from the heat storage vessel to the collector through one and the same feed opening in the wall of the heat storage vessel have been passed.

2. Solar energy system according to claim 1, characterized in that the passage opening is located at the bottom of the heat storage vessel.

3. Solar energy system according to claim 1 or 2, characterized in that, at the location of the passage opening through the wall of the heat storage vessel, the supply line is located within the return line and the supply line is heat-insulating at least in the part extending in the return line is carried out.

4. Solar energy system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that, in order to obtain a thermosiphon effect in the circuit, the heat storage vessel is placed higher than the collector and the supply pipe opens at a higher location in the heat storage vessel. return pipe.

Solar energy system according to any one of the preceding claims, characterized in that the supply conduit opens into it at about two thirds of the height of the heat storage vessel.

Solar energy system according to one of the preceding claims, in the heat storage vessel of which a heat exchanger is placed, characterized in that the heat exchanger extends over substantially the entire height of the heat storage vessel 30.

7. Connection piece for use in the circuit of a solar energy system according to any one of the preceding claims, characterized by an outer tube with connecting end for connection to the storage vessel, a connecting end arranged on the outer tube for the return pipe and means for fixing the outer tube feed pipe in the outer tube. 83 03 98 4