FR3098577A1 - THERMAL SYSTEM WITH HEAT PIPES PRESENTING LOOP TUBES - Google Patents
THERMAL SYSTEM WITH HEAT PIPES PRESENTING LOOP TUBES Download PDFInfo
- Publication number
- FR3098577A1 FR3098577A1 FR1907804A FR1907804A FR3098577A1 FR 3098577 A1 FR3098577 A1 FR 3098577A1 FR 1907804 A FR1907804 A FR 1907804A FR 1907804 A FR1907804 A FR 1907804A FR 3098577 A1 FR3098577 A1 FR 3098577A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- section
- lower section
- thermal system
- curved
- inner tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
-
- 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
- F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
- F24S10/95—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2220/00—Closure means, e.g. end caps on header boxes or plugs on conduits
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
SYSTEME THERMIQUE AVEC DES CALODUCS PRESENTANT DES TUBES EN BOUCLE L’invention concerne un système thermique (100) comportant un collecteur (102) qui délimite un volume de transfert dans lequel circule un fluide à réchauffer, et un caloduc (104) qui présente un tube extérieur (106) et un tube intérieur (108) rempli d’un fluide caloporteur et logé en partie dans le tube extérieur (106) où un volume de chauffe hermétique est délimité entre le tube extérieur (106) et le tube intérieur (108). Le tube intérieur (108) forme une boucle qui comporte un tronçon inférieur courbe (120), un tronçon supérieur (124) qui s’étend entre le tronçon inférieur courbe (120) et le volume de transfert et un tronçon inférieur (126) qui s’étend entre le tronçon inférieur courbe (120) et le volume de transfert et le tronçon supérieur (124) est disposé au-dessus du tronçon inférieur (126). Ainsi le fluide caloporteur circule dans le tronçon supérieur pour être chauffé et n’est pas perturbé par le fluide caloporteur qui redescend ici dans le tronçon inférieur. Fig. 1 THERMAL SYSTEM WITH HEAT PIPES PRESENTING LOOP TUBES The invention relates to a thermal system (100) comprising a manifold (102) which defines a transfer volume in which circulates a fluid to be heated, and a heat pipe (104) which has an outer tube (106) and an inner tube (108). ) filled with a heat transfer fluid and housed in part in the outer tube (106) where an airtight heating volume is defined between the outer tube (106) and the inner tube (108). The inner tube (108) forms a loop which has a curved lower section (120), an upper section (124) which extends between the curved lower section (120) and the transfer volume, and a lower section (126) which extends between the curved lower section (120) and the transfer volume and the upper section (124) is disposed above the lower section (126). Thus the heat transfer fluid circulates in the upper section to be heated and is not disturbed by the heat transfer fluid which descends here in the lower section. Fig. 1
Description
La présente invention concerne un système thermique avec des caloducs présentant des tubes en boucle fermée.The present invention relates to a thermal system with heat pipes having closed loop tubes.
La Fig. 5 montre un système thermique 500 de l’état de la technique et la Fig. 6 montre le système thermique 500 en coupe. Le système thermique 500 comporte un collecteur 502 dans lequel circule un fluide à réchauffer, classiquement de l’eau.Fig. 5 shows a prior art thermal system 500 and FIG. 6 shows the thermal system 500 in section. The thermal system 500 includes a collector 502 in which circulates a fluid to be heated, typically water.
Le système thermique 500 comporte un caloduc 504 qui présente un tube extérieur 506 et un tube intérieur 508 qui est rempli d’un fluide caloporteur et dont une partie haute plonge dans le collecteur 502. Un joint d’étanchéité 512 s’étend autour du tube extérieur 506 entre ledit tube extérieur 506 et le collecteur 502.The thermal system 500 comprises a heat pipe 504 which has an outer tube 506 and an inner tube 508 which is filled with a heat transfer fluid and of which an upper part plunges into the collector 502. A seal 512 extends around the tube outer tube 506 between said outer tube 506 and manifold 502.
Le caloduc 504 est classiquement disposé en biais pour présenter une plus grande surface orientée vers le soleil qui est ici représenté par ses rayonnements directs 50.The heat pipe 504 is conventionally arranged at an angle to present a larger surface oriented towards the sun which is here represented by its direct rays 50.
Classiquement, le caloduc 504 présente également un élément ressort 510 disposé entre le fond du tube extérieur 506 et le fond du tube intérieur 508 et qui permet de supporter le fond du tube intérieur 508 en cas de dilatation/contraction.Conventionally, the heat pipe 504 also has a spring element 510 disposed between the bottom of the outer tube 506 and the bottom of the inner tube 508 and which makes it possible to support the bottom of the inner tube 508 in the event of expansion/contraction.
La partie chaude du fluide caloporteur circule dans le tube intérieur 508 du fond vers la partie haute pour réchauffer le fluide du collecteur 502 et après échange thermique avec le fluide du collecteur 502, le fluide caloporteur redescend vers le fond pour se réchauffer. Le fluide caloporteur chaud et le fluide caloporteur froid circulent donc dans le même espace ce qui tend à entraîner une baisse de la température du fluide caloporteur chaud.The hot part of the heat transfer fluid circulates in the inner tube 508 from the bottom to the top part to heat the fluid of the collector 502 and after heat exchange with the fluid of the collector 502, the heat transfer fluid goes down again towards the bottom to heat up. The hot heat transfer fluid and the cold heat transfer fluid therefore circulate in the same space, which tends to cause a drop in the temperature of the hot heat transfer fluid.
Bien qu’une telle installation donne de bons résultats, il est souhaitable de trouver un arrangement qui permet d’avoir un meilleur rendement et qui présente entre autres une meilleure exposition au soleil.Although such an installation gives good results, it is desirable to find an arrangement which allows for better performance and which, among other things, has better exposure to the sun.
Un objet de la présente invention est de proposer un système thermique avec des caloducs présentant des tubes en boucle fermée.An object of the present invention is to provide a thermal system with heat pipes having closed loop tubes.
A cet effet, est proposé un système thermique comportant :For this purpose, a thermal system is proposed comprising:
- un collecteur qui délimite un volume de transfert dans lequel circule un fluide à réchauffer, et- a collector which delimits a transfer volume in which circulates a fluid to be heated, and
- un caloduc qui présente un tube extérieur et un tube intérieur rempli d’un fluide caloporteur et logé en partie dans le tube extérieur où un volume de chauffe hermétique est délimité entre le tube extérieur et le tube intérieur,- a heat pipe which has an outer tube and an inner tube filled with a heat transfer fluid and partly housed in the outer tube where a hermetic heating volume is delimited between the outer tube and the inner tube,
où le tube intérieur forme une boucle qui comporte un tronçon inférieur courbe, un tronçon supérieur qui s’étend entre le tronçon inférieur courbe et le volume de transfert et un tronçon inférieur qui s’étend entre le tronçon inférieur courbe et le volume de transfert, et où le tronçon supérieur est disposé au-dessus du tronçon inférieur.where the inner tube forms a loop which comprises a lower curved section, an upper section which extends between the lower curved section and the transfer volume and a lower section which extends between the lower curved section and the transfer volume, and wherein the upper section is disposed above the lower section.
Ainsi, le fluide caloporteur circule dans le tronçon supérieur pour être chauffé et n’est pas perturbé par le fluide caloporteur qui redescend ici dans le tronçon inférieur.Thus, the heat transfer fluid circulates in the upper section to be heated and is not disturbed by the heat transfer fluid which descends here in the lower section.
Avantageusement, le tube intérieur comporte en outre un tronçon supérieur courbe qui plonge dans le volume de transfert et qui est fluidiquement connecté entre le tronçon inférieur et le tronçon supérieur.Advantageously, the inner tube further comprises a curved upper section which dips into the transfer volume and which is fluidically connected between the lower section and the upper section.
Avantageusement, le profil du tronçon supérieur prend la forme d’un arc de couronne avec une face bombée et une face en creux, la face bombée est destinée à être orientée vers les rayonnements directs du soleil et le tronçon inférieur se positionne globalement à l’intérieur de la face en creux.Advantageously, the profile of the upper section takes the form of a crown arc with a curved face and a hollow face, the curved face is intended to be oriented towards the direct rays of the sun and the lower section is positioned globally at the inside of the hollow face.
Selon un premier mode de réalisation particulier, le profil du tronçon inférieur prend la forme d’un cercle.According to a first particular embodiment, the profile of the lower section takes the form of a circle.
Selon un deuxième mode de réalisation particulier, le profil du tronçon inférieur prend la forme d’un profil en oblong dont l’axe principal est destiné à être orienté parallèlement à la direction des rayonnements directs.According to a second particular embodiment, the profile of the lower section takes the form of an oblong profile whose main axis is intended to be oriented parallel to the direction of the direct radiation.
Avantageusement, le système thermique comporte, au niveau de sa partie haute, une plaque de séparation percée de deux alésages, l’un permettant le passage du tronçon supérieur et l’autre permettant le passage du tronçon inférieur.Advantageously, the thermal system comprises, at its upper part, a separation plate pierced with two bores, one allowing the passage of the upper section and the other allowing the passage of the lower section.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being made in relation to the attached drawings, among which:
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATIONDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
La Fig. 1 montre un système thermique 100 selon l’invention qui comporte un collecteur 102 qui délimite un volume de transfert dans lequel circule un fluide à réchauffer, classiquement de l’eau.Fig. 1 shows a thermal system 100 according to the invention which comprises a collector 102 which delimits a transfer volume in which circulates a fluid to be heated, conventionally water.
Le système thermique 100 comporte au moins un caloduc 104 qui présente un tube extérieur 106 et un tube intérieur 108 qui est rempli d’un fluide caloporteur et qui est logé en partie dans le tube extérieur 106 et dont une partie haute plonge dans le collecteur 102. L’espace délimité entre le tube extérieur 106 et le tube intérieur 108, plus précisément à l’intérieur du tube extérieur 106 et à l’extérieur du tube intérieur 108, constitue un volume de chauffe à travers lequel les rayons du soleil viennent chauffer le fluide caloporteur contenu dans le tube intérieur 108.The thermal system 100 comprises at least one heat pipe 104 which has an outer tube 106 and an inner tube 108 which is filled with a heat transfer fluid and which is partly housed in the outer tube 106 and of which an upper part plunges into the collector 102 The space delimited between the outer tube 106 and the inner tube 108, more precisely inside the outer tube 106 and outside the inner tube 108, constitutes a heating volume through which the rays of the sun come to heat the heat transfer fluid contained in the inner tube 108.
Les rayons du soleil induisent des rayonnements directs 50 provenant directement du soleil et des rayonnements indirects comme par exemple des rayonnements réfléchis latéraux 54 qui proviennent sur les côtés par rapport aux rayonnements directs et des rayonnements diffus 56 qui proviennent de l’arrière du tube extérieur 106 qui sont représentés sur les Figs. 3 et 4.The rays of the sun induce direct radiation 50 coming directly from the sun and indirect radiation such as, for example, lateral reflected radiation 54 which comes from the sides with respect to the direct radiation and diffuse radiation 56 which comes from the rear of the outer tube 106 which are shown in Figs. 3 and 4.
Le volume de chauffe est hermétique et sous vide. Le tube extérieur 106 est cylindrique et hermétiquement fermé et, à cette fin, il comporte un fond 110 disposé au niveau d’une partie basse du tube extérieur 106 et une plaque de séparation 112 disposée au niveau d’une partie haute du tube extérieur 106 pour fermer hermétiquement le volume de chauffe.The heating volume is airtight and under vacuum. The outer tube 106 is cylindrical and hermetically sealed and, for this purpose, it comprises a bottom 110 disposed at the level of a lower part of the outer tube 106 and a separation plate 112 disposed at the level of an upper part of the outer tube 106 to hermetically close the heating volume.
Le tube extérieur 106 est fixé au collecteur 102 et ici la plaque de séparation 112 assure également la séparation entre le volume de chauffe et l’intérieur du collecteur 102.The outer tube 106 is fixed to the collector 102 and here the separation plate 112 also ensures the separation between the heating volume and the interior of the collector 102.
Un joint d’étanchéité 128 s’étend autour du tube extérieur 106 entre ledit tube extérieur 106 et le collecteur 102.A seal 128 extends around the outer tube 106 between said outer tube 106 and the manifold 102.
En utilisation, le caloduc 104 est disposé en biais par rapport aux rayonnements directs 50.In use, the heat pipe 104 is placed at an angle with respect to the direct radiation 50.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, le tube intérieur 108 forme une boucle fermée qui s’étend entre le volume de chauffe et le volume de transfert.In the embodiment of the invention presented here, the inner tube 108 forms a closed loop which extends between the heating volume and the transfer volume.
La boucle fermée comporte un tronçon inférieur courbe 120 qui forme un virage à 180° et qui se situe dans le volume de chauffe, un tronçon supérieur courbe 122 qui forme un virage à 180° et qui se situe dans le volume de transfert, un tronçon supérieur 124 qui se situe dans le volume de chauffe et qui s’étend entre le tronçon inférieur courbe 120 et le tronçon supérieur courbe 122 et un tronçon inférieur 126 qui se situe dans le volume de chauffe et qui s’étend entre le tronçon inférieur courbe 120 et le tronçon supérieur courbe 122. Le tronçon supérieur courbe 122 plonge dans le fluide présent dans le collecteur 102 afin d’assurer le transfert thermique entre le fluide caloporteur et le fluide à réchauffer. D’une manière plus générale, le tronçon supérieur 124 s’étend entre le tronçon inférieur courbe 120 et le volume de transfert par l’intermédiaire du tronçon supérieur courbe 122 qui y plonge et le tronçon inférieur 126 s’étend entre le tronçon inférieur courbe 120 et le volume de transfert par l’intermédiaire du tronçon supérieur courbe 122.The closed loop comprises a curved lower section 120 which forms a 180° bend and which is located in the heating volume, a curved upper section 122 which forms a 180° bend and which is located in the transfer volume, a upper 124 which is located in the heating volume and which extends between the lower curved section 120 and the upper curved section 122 and a lower section 126 which is located in the heating volume and which extends between the lower curved section 120 and the curved upper section 122. The curved upper section 122 is immersed in the fluid present in the collector 102 in order to ensure heat transfer between the heat transfer fluid and the fluid to be heated. More generally, the upper section 124 extends between the lower curved section 120 and the transfer volume via the upper curved section 122 which plunges therein and the lower section 126 extends between the lower curved section 120 and the transfer volume via the curved upper section 122.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, le tube intérieur 108 forme une boucle ouverte qui s’étend dans le volume de chauffe et le volume de transfert où le fluide caloporteur est en communication fluidique avec le fluide à réchauffer qui circule dans le collecteur 102. Ce mode de réalisation est utilisé lorsque le fluide caloporteur et le fluide à réchauffer sont identiques, par exemple de l’eau.In another embodiment not shown, the inner tube 108 forms an open loop which extends in the heating volume and the transfer volume where the heat transfer fluid is in fluid communication with the fluid to be heated which circulates in the collector 102 This embodiment is used when the heat transfer fluid and the fluid to be heated are identical, for example water.
La boucle ouverte comporte alors un tronçon inférieur courbe 120 qui forme un virage à 180° et qui se situe dans le volume de chauffe, un tronçon supérieur 124 qui se situe dans le volume de chauffe et qui s’étend entre le tronçon inférieur courbe 120 et le volume de transfert et un tronçon inférieur 126 qui se situe dans le volume de chauffe et qui s’étend entre le tronçon inférieur courbe 120 et le volume de transfert.The open loop then comprises a lower curved section 120 which forms a 180° turn and which is located in the heating volume, an upper section 124 which is located in the heating volume and which extends between the lower curved section 120 and the transfer volume and a lower section 126 which is located in the heating volume and which extends between the curved lower section 120 and the transfer volume.
Chaque tronçon 124, 126 forme ici un tronçon rectiligne.Each section 124, 126 here forms a straight section.
En utilisation, le tronçon supérieur 124 est disposé au-dessus du tronçon inférieur 126, c'est-à-dire que le tronçon supérieur 124 est directement éclairé par les rayonnements directs 50 tandis que le tronçon inférieur 126 est caché des rayonnements directs 50 par le tronçon supérieur 124.In use, the upper section 124 is arranged above the lower section 126, that is to say that the upper section 124 is directly illuminated by direct radiation 50 while the lower section 126 is hidden from direct radiation 50 by the upper section 124.
Le tronçon supérieur 124 se trouve ainsi plus exposé aux rayonnements directs 50 que le tronçon inférieur 126 et le fluide caloporteur est ainsi plus chauffé dans le tronçon supérieur 124 que dans le tronçon inférieur 126 et un courant de fluide caloporteur est ainsi créé dans la boucle fermée. Le courant est représenté sur la Fig. 1 par les flèches 52a-b. Le fluide caloporteur circulant dans le tronçon supérieur 124 est ainsi chauffé et n’est pas perturbé par le fluide caloporteur qui redescend ici dans le tronçon inférieur 126.The upper section 124 is thus more exposed to direct radiation 50 than the lower section 126 and the heat transfer fluid is thus more heated in the upper section 124 than in the lower section 126 and a current of heat transfer fluid is thus created in the closed loop . The current is shown in Fig. 1 by the arrows 52a-b. The heat transfer fluid circulating in the upper section 124 is thus heated and is not disturbed by the heat transfer fluid which here descends into the lower section 126.
Dans le cas de la boucle fermée, le fluide caloporteur circule ainsi en boucle fermée dans le tube intérieur 108.In the case of the closed loop, the heat transfer fluid thus circulates in a closed loop in the inner tube 108.
Dans le cas de la boucle ouverte, le fluide caloporteur circule dans la boucle ouverte et s’écoule dans le fluide à réchauffer dans le collecteur 102 par le tronçon supérieur 124 afin d’assurer le transfert thermique et de la même manière, le fluide à réchauffer s’écoule dans le tronçon inférieur 126.In the case of the open loop, the heat transfer fluid circulates in the open loop and flows into the fluid to be heated in the collector 102 via the upper section 124 in order to ensure the heat transfer and in the same way, the fluid to be heated. reheat flows in the lower section 126.
La différence entre ce mode de réalisation et le mode de réalisation précédent réside donc dans l’absence du tronçon supérieur courbe 122, mais dans les deux cas, un courant de fluide caloporteur se créé dans la boucle afin de réchauffer le fluide à réchauffer.The difference between this embodiment and the previous embodiment therefore lies in the absence of the curved upper section 122, but in both cases, a current of heat transfer fluid is created in the loop in order to heat the fluid to be heated.
Dans le cas d’une boucle fermée, le tube intérieur 108 comporte ainsi en outre le tronçon supérieur courbe 122 qui plonge dans le volume de transfert et qui est fluidiquement connecté entre le tronçon inférieur 126 et le tronçon supérieur 124.In the case of a closed loop, the inner tube 108 thus further comprises the curved upper section 122 which plunges into the transfer volume and which is fluidically connected between the lower section 126 and the upper section 124.
Un tel arrangement permet d’accroître l’effet thermosiphon naturel en augmentant la vitesse de circulation du fluide caloporteur.Such an arrangement makes it possible to increase the natural thermosiphon effect by increasing the circulation speed of the heat transfer fluid.
La Fig. 3 montre un premier mode de réalisation du tube intérieur 108 et la Fig. 4 montre un deuxième mode de réalisation du tube intérieur 108. Chaque Fig. 3 ou 4 montre le profil du tronçon supérieur 124 et le profil du tronçon inférieur 126 dans un plan normal à l’axe du tube extérieur 106.Fig. 3 shows a first embodiment of the inner tube 108 and FIG. 4 shows a second embodiment of the inner tube 108. Each FIG. 3 or 4 shows the profile of the upper section 124 and the profile of the lower section 126 in a plane normal to the axis of the outer tube 106.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 3 et de la Fig. 4, le profil du tronçon supérieur 124 prend la forme d’un arc de couronne avec une face bombée et une face en creux, où la face bombée est orientée vers les rayonnements directs 50 et où la face en creux est orientée vers les rayonnements diffus 56, c'est-à-dire à l’opposé de la face bombée. De préférence, l’arc de couronne s’étend sur un angle de 180° pour capter au mieux les rayonnements directs 50.In the embodiment of FIG. 3 and from FIG. 4, the profile of the upper section 124 takes the form of a crown arc with a curved face and a hollow face, where the curved face is oriented towards the direct radiation 50 and where the hollow face is oriented towards the diffuse radiation 56, that is to say opposite the curved face. Preferably, the crown arc extends over an angle of 180° to best capture direct radiation 50.
Le tronçon inférieur 126 se positionne globalement à l’intérieur de la face en creux. On entend par « globalement » le fait que le tronçon inférieur 126 peut être positionné plus ou moins à l’intérieur de l’arc de couronne, selon les caractéristiques mécaniques de l’ensemble comme par exemple l’étendue angulaire de l’arc de couronne, les dimensions et la forme du tronçon inférieur 126.The lower section 126 is positioned globally inside the recessed face. By "globally" is meant the fact that the lower section 126 can be positioned more or less inside the crown arc, depending on the mechanical characteristics of the assembly such as for example the angular extent of the crown arc. crown, the dimensions and the shape of the lower section 126.
D’une façon générale, le tronçon supérieur 124 présente une forme étalée qui lui permet de capter le maximum de rayonnements et le tronçon inférieur 126 présente une forme ramassée pour capter le minimum de rayonnements.In general, the upper section 124 has a spread shape which allows it to capture the maximum amount of radiation and the lower section 126 has a compact shape to capture the minimum amount of radiation.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, le profil du tronçon inférieur 126 prend la forme d’un cercle.In the embodiment of FIG. 3, the profile of the lower section 126 takes the form of a circle.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 4, pour minimiser encore plus l’impact des rayonnements diffus 56 sur le fluide caloporteur circulant dans le tronçon inférieur 126, celui-ci présente un profil en oblong dont l’axe principal est orienté parallèlement à la direction des rayonnements directs 50 et diffus 56.In the embodiment of FIG. 4, to further minimize the impact of diffuse radiation 56 on the heat transfer fluid circulating in the lower section 126, the latter has an oblong profile whose main axis is oriented parallel to the direction of the direct 50 and diffuse 56 radiation .
Le caloduc 104 présente également un élément ressort 109 disposé entre le fond 110 du tube extérieur 106 et le fond du tube intérieur 108 et qui permet de supporter le fond du tube intérieur 108 en cas de dilatation/contraction. Le fond du tube intérieur 108 est matérialisé ici par le tronçon inférieur courbe 120.The heat pipe 104 also has a spring element 109 arranged between the bottom 110 of the outer tube 106 and the bottom of the inner tube 108 and which makes it possible to support the bottom of the inner tube 108 in the event of expansion/contraction. The bottom of the inner tube 108 is materialized here by the lower curved section 120.
La Fig. 2 montre une vue éclatée au niveau de la partie haute du tube extérieur 106.Fig. 2 shows an exploded view at the upper part of the outer tube 106.
La plaque de séparation 112 prend la forme d’une pastille de verre dont le périmètre est soudé aux bords du tube extérieur 106 et qui est percée de deux alésages 202a-b, l’un permettant le passage du tronçon supérieur 124 et l’autre permettant le passage du tronçon inférieur 126.The separation plate 112 takes the form of a glass pellet whose perimeter is welded to the edges of the outer tube 106 and which is pierced with two bores 202a-b, one allowing the passage of the upper section 124 and the other allowing the passage of the lower section 126.
Pour garantir l’étanchéité du tube extérieur 106, chaque tronçon 124, 126 est soudé à la plaque de séparation 112 au niveau de l’alésage 202a-b qu’il traverse.To guarantee the tightness of the outer tube 106, each section 124, 126 is welded to the separation plate 112 at the level of the bore 202a-b which it passes through.
Claims (6)
- un collecteur (102) qui délimite un volume de transfert dans lequel circule un fluide à réchauffer, et
- un caloduc (104) qui présente un tube extérieur (106) et un tube intérieur (108) rempli d’un fluide caloporteur et logé en partie dans le tube extérieur (106) où un volume de chauffe hermétique est délimité entre le tube extérieur (106) et le tube intérieur (108),
où le tube intérieur (108) forme une boucle qui comporte un tronçon inférieur courbe (120), un tronçon supérieur (124) qui s’étend entre le tronçon inférieur courbe (120) et le volume de transfert et un tronçon inférieur (126) qui s’étend entre le tronçon inférieur courbe (120) et le volume de transfert, et où le tronçon supérieur (124) est disposé au-dessus du tronçon inférieur (126).Thermal system (100) comprising:
- a collector (102) which delimits a transfer volume in which circulates a fluid to be heated, and
- a heat pipe (104) which has an outer tube (106) and an inner tube (108) filled with a heat transfer fluid and partly housed in the outer tube (106) where a hermetic heating volume is delimited between the outer tube (106) and the inner tube (108),
wherein the inner tube (108) forms a loop that includes a lower curved section (120), an upper section (124) which extends between the lower curved section (120) and the transfer volume and a lower section (126) which extends between the curved lower section (120) and the transfer volume, and where the upper section (124) is arranged above the lower section (126).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1907804A FR3098577B1 (en) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | THERMAL SYSTEM WITH HEAT PIPES PRESENTING LOOP TUBES |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1907804 | 2019-07-11 | ||
| FR1907804A FR3098577B1 (en) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | THERMAL SYSTEM WITH HEAT PIPES PRESENTING LOOP TUBES |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3098577A1 true FR3098577A1 (en) | 2021-01-15 |
| FR3098577B1 FR3098577B1 (en) | 2021-07-09 |
Family
ID=67957160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1907804A Active FR3098577B1 (en) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | THERMAL SYSTEM WITH HEAT PIPES PRESENTING LOOP TUBES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3098577B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4084578A (en) * | 1975-03-24 | 1978-04-18 | Yazaki Sogyo Kabushiki Kaisha | Solar water heater of natural circulation type |
| US4686961A (en) * | 1985-11-01 | 1987-08-18 | John D. Garrison | Integrated solar thermal energy collector system |
| CN1153897A (en) * | 1995-12-04 | 1997-07-09 | 刘玉海 | New heat pipe |
| US20120227730A1 (en) * | 2009-11-23 | 2012-09-13 | Siang Teik Teoh | Coaxial tube solar heater with nighttime cooling |
-
2019
- 2019-07-11 FR FR1907804A patent/FR3098577B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4084578A (en) * | 1975-03-24 | 1978-04-18 | Yazaki Sogyo Kabushiki Kaisha | Solar water heater of natural circulation type |
| US4686961A (en) * | 1985-11-01 | 1987-08-18 | John D. Garrison | Integrated solar thermal energy collector system |
| CN1153897A (en) * | 1995-12-04 | 1997-07-09 | 刘玉海 | New heat pipe |
| US20120227730A1 (en) * | 2009-11-23 | 2012-09-13 | Siang Teik Teoh | Coaxial tube solar heater with nighttime cooling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3098577B1 (en) | 2021-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0636332B1 (en) | Electric water kettle with simplified heating means | |
| EP0122274B1 (en) | Improvements to solar collectors | |
| FR2919919A1 (en) | RADIATOR FOR DOMESTIC HEATING WITH DIPHASIC HEAT PUMP FLUID | |
| FR2461212A1 (en) | SOLAR SENSOR AND APPARATUS USING SUCH SENSORS | |
| FR3098577A1 (en) | THERMAL SYSTEM WITH HEAT PIPES PRESENTING LOOP TUBES | |
| FR2721390A1 (en) | Anti-curvature attachment for large-calibre artillery piece barrel | |
| FR2485705A1 (en) | ||
| FR2575811A1 (en) | Collector/storage assembly for heating water by solar energy | |
| FR3109623A1 (en) | Climate panel | |
| EP0004805B1 (en) | Solar collector comprising an element selectively absorbing the radiated energy | |
| FR2558245A1 (en) | Solar heating system | |
| FR2604370A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR THERMOELECTRIC STEAM TRAPPING. | |
| FR2710970A1 (en) | Heating device using solar heat | |
| FR2521277A1 (en) | HEAT EXCHANGER, PARTICULARLY FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE COOLING CIRCUIT | |
| FR2509844A1 (en) | SOLAR PLANAR SENSOR WITH CONCENTRATION AND GREENHOUSE EFFECT | |
| EP2715244B1 (en) | Longer life solar power plant receiver | |
| CH600262A5 (en) | Multielement solar energy fluid heater | |
| FR2522395A2 (en) | CURRENT HEAT EXCHANGER DEVICE FOR SOLAR HEATING AND AIR CONDITIONING OF PREMISES | |
| EP0364361B1 (en) | Thermal distributor provided with heat tubes | |
| FR2473688A1 (en) | Solar heat collector with monophase heat transfer fluid - has walls defined by tube coiled around imaginary partial sphere and uses parabolic mirror to focus radiation | |
| FR2945857A1 (en) | Device for transmitting heat energy to gaseous or liquid fluid in e.g. solar thermal station, has frame supporting mobile structure for aligning structure so as to maintain solar light in common optical plane of mirrors | |
| FR2534672A1 (en) | Solar collector, especially for the production of hot water. | |
| FR2472725A1 (en) | Water boiler heated by hot gases flowing through tubes - has water flowing over external surfaces of tubes and through annular channel formed by double boiler casing | |
| FR2487054A1 (en) | Solar heat collector using replaceable glass tube - which is evacuated, and contains heat absorber through which heat transfer fluid is circulated | |
| FR2677113A1 (en) | TUBULAR HEAT EXCHANGER WITH FINS TO HEAT A LIQUID FLUID BY HOT GASES. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20210115 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |