FR2566885A1

FR2566885A1 - Novel type of solar collector

Info

Publication number: FR2566885A1
Application number: FR8410441A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1984-07-02
Publication date: 1986-01-03
Also published as: FR2566885B1

Abstract

Novel type of flat solar collector whose absorbtion unit is formed by two metal sheets, or by composites or by thermostable plastics, gives by its design and operation temperature differences between the water output of the collectors and the return water of the central heating radiators, allowing a large proportion of the fossile fuel energy to be profitably replaced by solar energy.

Description

La présente invention concerne un nouveau type de captour solaire plan à liquide. The present invention relates to a new type of flat liquid solar collector.

Il existe de nombreux capteurs solaires plans. Tous sont essentiellement constitués par un coffre isolé à l'arrière et sur les c8tés par de l'isolant, par-dessus par une ou plusieurs couvertures, plus ou moins transparentes au rayonnement solaire, plus ou moins occultes au rayonnement infrarouge et, par un absorbeur destiné, par l'intermédiaire d'une couche absorbante à réchauffer le liquide y circulant. There are many flat solar collectors. All are essentially constituted by an insulated trunk at the rear and on the sides by insulation, over by one or more covers, more or less transparent to solar radiation, more or less occult to infrared radiation and, by absorber intended, via an absorbent layer to heat the liquid circulating therein.

Les absorbeurs employés dans les capteurs solaires sont le plus souvent métalliques, quelquefois en matière plastique, permettant de supporter la pression du liquide y circulant. The absorbers used in solar collectors are most often metallic, sometimes plastic, allowing them to withstand the pressure of the liquid circulating there.

Dans la présente invention, l'absorbeur est constitué soit par un,complexe fait avec plusieurs feuilles coextrudées ou coca- landrées telles qu'on les trouve couramment dans le commerce pour différentes applications dsemballags sba ou ménagères, donc relative- ment bon marché ou par des feuilles métalliques qui peuvent entre de très faible épaisseur, par des feuilles de plastique thermostable, de tissus imperméables. In the present invention, the absorber is constituted either by a complex made with several coextruded or cocalandered sheets such as are commonly found in commerce for different applications of sba or household packaging, therefore relatively inexpensive or by metallic sheets which can come in very thin, by thermostable plastic sheets, waterproof fabrics.

La résistance de ces produits dont la face supérieure est revêtue d'une peinture sélective est plus faible que celle de m4- tal ou que celle des plastiques employés habituellement dans les capteurs solaires. The resistance of these products, the upper surface of which is coated with a selective paint, is weaker than that of metal or that of the plastics usually used in solar collectors.

Le défaut entratné par cet inconvénient a été évité en faisant travailler ce type d'absorbeur par ruissellement, donc sans pression. The defect caused by this drawback has been avoided by making this type of absorber work by runoff, therefore without pressure.

De très faible inertie, fortement absorbant, il élève suf- fisamment la température des caloporteurs pour permettre dans un chauffage central existant, la substitution d'une partie impor- tante par l'énergie solaire de celle des combustibles fossiles. Very low inertia, highly absorbent, it raises the temperature of the coolants enough to allow the substitution in an existing central heating, a significant part by solar energy of that of fossil fuels.

Ceci avec un investissement et un temps de retour rai-
sonnable.This with an investment and a reasonable return time.
soundable.

Quel que soit les produits employésZfeuilles métal;Liques,
films thermostables complexes, tissus, le procéssus de labri
cation, à la soudure au moletage, à la pitre près, est le
même. Whatever the products used: Metal sheets; Liques,
complex thermostable films, fabrics, the sheltering process
cation, to the knurling weld, to the nearest pitre, is the
even.

Deux laizes de film et une gaze hydrophile sont déroulées sur une table ayant au moins la largeur et la longueur de lXab- sorbeur de telle manière que la gaze soit placée entre les deux faces thermosoudables des films, si celles-ci existent. Two widths of film and a hydrophilic gauze are unrolled on a table having at least the width and the length of the absorber so that the gauze is placed between the two heat-sealable faces of the films, if these exist.

L'ensemble représente un rectangle. The set represents a rectangle.

Un des petits cotés sera le haut de 1'absorbeur, 11 autre le bas. Ce dernier est découpé en forme dtentonnoir évasé de façon à collecter le liquide caloporteur. One side will be the top of the absorber, the other side will be the bottom. The latter is cut in the form of a flared funnel so as to collect the heat transfer liquid.

A partir de 5 cm du haut de liabsorbeur et de 5mm d'un des grands c8tés, on procède ensuite tous les 5cm par soudure pitre ou moletage à la formation des gaines ayant la longueur de l'absorbeur moins les 5 cm laissés en haut pour y placer leconduit d'alimentation et son système de répartition et quelques centimètres en bas pour permettre le bon écoulement du liquide.From 5 cm from the top of the absorber and from 5mm from one of the large sides, we then proceed every 5cm by claw welding or knurling to form sheaths having the length of the absorber minus the 5 cm left at the top for place the supply line and its distribution system and a few centimeters below to allow the liquid to flow properly.

Ces gaines sont, avec la gaze destinées à assurer une bonne répartition sur toute la surface de l'absorbeur du liquide caloporteur. These sheaths are, with the gauze intended to ensure a good distribution over the entire surface of the absorber of the heat transfer liquid.

Celui-ci est dirigé vers un ballon ouvert-qui permet aux capteurs, lorsqu'ils n'ont pas à fonctionner, de se vider. Donc pas de risque, ni de gelée, ni d'ébullition. On peut donc utiliser comme liquide caloporteur: l'eau. Celle-ci a l'avantage de ne pas conter cher et d'avoir une bonne chaleur spécifique. This is directed towards an open balloon-which allows the sensors, when they are not working, to empty. So no risk, no jelly, no boiling. Water can therefore be used as the heat transfer liquid. This has the advantage of not being expensive and having good specific heat.

Le volume du ballon doit permettre: - sera) De remplir le tuyau et les collecteurs d'amenés jus
qu'aux absorbeurs.The volume of the balloon must allow: - will be) To fill the pipe and the collectors of juice
than absorbers.

- 2eme) De mouiller la gaze jusqu'à ruissellement de l'eau par
les collecteurs de départ.- 2nd) To wet the gauze until the water runs off
the starting collectors.

- 3eme) De conserver toujours au fond, une réserve, de façon que
la pompe ne tourne jamais à vide, afin d'éviter l'intro
duction d'air dans le circuit de chauffage.- 3rd) To always keep at the bottom, a reserve, so that
the pump never runs empty, to avoid intro
duction of air in the heating circuit.

Le principe de fonctionnement de ce type de capteur est le meme quelque soit la régulation et les accessoires retenus, seule la manière dont sont exécutées les différentes fonctions, varie. Le circuit de chauffage et le circuit solaire constituent un seul et même circuit quand l'ensoleillement permet d'élever la température de l'eau du vade de réception de l'eau solaire de 50 au-dessus de celle de l'accumulateur. The operating principle of this type of sensor is the same whatever the regulation and the accessories selected, only the way in which the different functions are executed, varies. The heating circuit and the solar circuit constitute one and the same circuit when the sunshine makes it possible to raise the temperature of the water of the solar water receiving tank by 50 above that of the accumulator.

Lorsque la température est en-dessous, le circuit solaire est isolé. Il l'est par fermeture des électrovannes et arrtt de la pompe centrifuge dans le schéma N 1, seulement par arrtt de la pompe double effet, dans le schéma N02. When the temperature is below, the solar circuit is isolated. It is closed by closing the solenoid valves and stopping the centrifugal pump in diagram N 1, only by stopping the double-acting pump in diagram N02.

Dans le premier cas, une cellule programmée met en marche la pompe, dont la pression est réglée par un limiteur de pression 100 gr au-dessus de celle existant dans l'accumulateur et ouvre en même temps ltélectrovanne de descente de l'eau dans les capteurs. In the first case, a programmed cell starts the pump, the pressure of which is regulated by a pressure limiter 100 gr above that existing in the accumulator and at the same time opens the solenoid valve for lowering the water in the sensors.

Le circuit ainsi établi est un circuit ouvert, pas de surpression par la pompe dont le débit sera limité à celui de refoulement-fixé à 12/IStitres par Heure par m2 par le des goutteurs sur les collecteurs d'amenés.The circuit thus established is an open circuit, no overpressure by the pump, the flow rate of which will be limited to that of discharge-set at 12 / IStitres per Hour per m2 by the drippers on the supply collectors.

La circulation établie par la photorésistance- quand l'ensoleillement atteint le seuil fixé, le reste pendant le temps nScessaire à la prise en compte de la température à la sortie du vase de réception de l'eau solaire et à l'entrée dans les capteurs, c'est-à-dire sensiblement celle de l'accumulateur. The circulation established by the photoresistor - when the sunshine reaches the set threshold, the rest for the time necessary for the temperature to be taken into account at the outlet of the solar water receiving vessel and at the entrance to the collectors , that is to say substantially that of the accumulator.

A l'issue de ce temps, la pompe continue à marcher Si l'eau s'échauffe dtau moins 5 dans les capteurs, dans le cas contraire elle starrete. At the end of this time, the pump continues to run. If the water heats up to at least 5 in the collectors, otherwise it stops.

Pour éviter des démarrages trop fréquents de la pompe avec
ouverture et fermeture des E.V. tout arrt de la pompe est suivi
d'un arrêt de 20' pendant lesquelles tout redémarrage est im
possible. Lorsque la température de l'eau d'alimentation de l'ac- cumulateur prise au bas du vase de réception s'élèvera de 10 au-dessus de celle de sortie de l'accumulateur, la 2eme E.V.To avoid too frequent starting of the pump with
opening and closing of EVs every stop of the pump is followed
a 20 'stop during which any restart is im
possible. When the temperature of the accumulator supply water taken at the bottom of the receiving vessel rises 10 above that of the accumulator outlet, the 2nd EV

sera ouverte de façon à doubler le débit d'alimentation des capteurs. À tout moment, si la température du stockage devient supérieure a un seuil, la pompé doit starreter et les E.V. se fermer.will be opened so as to double the sensor feed rate. At any time, if the storage temperature becomes higher than a threshold, the pumped person must stop and the EVs close.

Dans le deuxième cas, comme dans le premier, le démarrage de la pompe est fait au départ d'une cellule photoélectrique. plais cette pompe à double effet actionnée par un moteur à vitesse variable, assure sans autre intervention, le circuit d'eau solaire et sa régulation, par le jeu des clapets expliqué dans le schéma de fonctionnement.In the second case, as in the first, the pump is started from a photoelectric cell. please this double effect pump actuated by a variable speed motor, ensures without further intervention, the solar water circuit and its regulation, by the play of valves explained in the operating diagram.

La pompe doit automatiquement s'arrter si la température du stockage devient supérieure à un seuil. The pump should automatically stop if the storage temperature becomes above a threshold.

Claims

X - Flat solar collector whose absorber consists of 2 thin sheets either of metal or of thermostable plastic films or of complex, or of waterproof fabric, separated from each other by a hydrophilic sheet ensuring a thin and regular distribution of the coolant circulating therein by runoff .

2- solar collector whose absorber according to claim 1 to the sheet constituting the top coated with a selective paint, and the 2 sheets separated from each other by a hydrophilic sheet which may be gauze, welded together longitudinally to form sheaths plates up to 5 cm wide; sheaths intended to complete the action of the gauze and ensure the best possible distribution of the coolant over the entire surface of the absorber. The maximum heating efficiency is thus obtained.

3 - Solar collector according to claim 5 1 and 2 in which the absorber receives at the top of the sheaths in a space left for this purpose one or 2 supply collectors and regular distribution of the coolant over the entire width of the absorber.

For this purpose, the collector consists of one or 2 tubes, the diameter of which depends on the flow previously calculated according to the installation. These copper tubes can be drilled or grooved very finely and provided with a distribution system, for example a fabric or a gauze wrapped around.

4- Solar collector according to claims 1,2,3 wherein the bottom of the absorber is cut into a flared funnel intended to receive the heated coolant and bring it into the flow collectors.

5- Solar collector according to claim S1 to 4 in which the coolant by the flow collectors is brought into an open balloon so as to have no pressure in the absorber and only a minimum of liquid therefore a very low inertia therefore a heating fast.

6- Solar collector according to claims 1 to 5, the absorber of which connected to an open balloon empties as soon as there is a cessation of circulation and becomes of this gait automatically, according to temperatures, antå-frost or anti-boiling.

7 - Solar collector according to claims 1 to 6, the design of the absorber has brought a regulation system which can be a double-acting pump ensuring by its only running or its only stopping all the regulation of the solar circuit by the set of valves.