FR2469675A1 - Flower shaped solar collector - uses petals for reflectors and wind shields around heating dome mounted on stem and motor driven to face sun - Google Patents

Abstract

The solar collector is modelled on a flower. The central collecting area is in the form of a circular segment of a sphere and is surrounded by 'petals' formed by metal or synthetic sheets erect around the periphery to act as reflectors and to reduce cooling due to wind. A cover on the underside of the collector in the form of sepals reduces heat loss. The assembly is mounted on a stem formed from a metal pipe, and has a two axis motor assembly mounted at the top of the stem to tilt the collector towards the sun and to rotate the head as the day proceeds. Electric cabling for the motor and pipe work for the heated fluid pass through the stem to the required location. The petals can be modelled on successful local flower varieties.

Description

Translated fromFrench

La présente invention coneerne les appareils du type "capteur solaire" permettant la production de chaleur en échauffant un fluide par absorption du rayonnement solaire. The present invention relates to devices of the "solar collector" type enabling the production of heat by heating a fluid by absorbing solar radiation.

L'utilisation des capteurs existant actuellement pose les problèmes suivants:
D'une part le capteur ayant une position fixe, le flux reçu s'exprime par # = # cos α où est l'angle d'incidence des rayons solaires, ce flux est encore diminué par un coefficient dépendant de et exprimant la réflexion sur la face avant du capteur.The use of presently existing sensors poses the following problems:
On the one hand, the sensor having a fixed position, the flux received is expressed by # = # cos α where is the angle of incidence of the sun's rays, this flux is further reduced by a coefficient depending on and expressing the reflection on the front face of the sensor.

D'allure part le rendement d'un capteur diminue rapidement avec l(élévation de sa température de fonctionnement, or lutilisateur est peu rntdressé par de l'eau à trente degrés. On the other hand, the efficiency of a sensor decreases rapidly with the rise in its operating temperature, but the user is little affected by water at thirty degrees.

Un procédé de concentration du rayonnement solaire sur l1absor- beur est alors nécessaire pour permettre ltobtention d'une chialeur plus élévée avec un rendement acceptable.A process for concentrating the solar radiation on the absorber is then necessary to allow obtaining a higher heat content with an acceptable yield.

Enfin l'esthétique des capteurs fixés sur les toits est contestée par certains utilisateurs. Finally, the aesthetics of the sensors fixed on the roofs are disputed by some users.

Le capteur selon l'invention apporte des réponses à ces
Broblemes.The sensor according to the invention provides answers to these
Broblemes.

Le suivi du soleil est réalisé par le pivotement du capteur au sommet de sa "tige", ce pivotement se fait autour de deux axes: axe horaire et axe de déclinaison. The sun is tracked by pivoting the sensor at the top of its "rod", this pivoting is done around two axes: time axis and declination axis.

La concentration des rayons solaires se fait par l'interné diaire d'une surface métallique ou synthétique,imitant d'une façon stylisée ou non une couronne de pétales de fleur, entourant l'absorbeur. L'importance de cette surface par rapport à celle de l'absorbeur sera déterminée par les conditions locales d'utilisation (température, vents, ensoleillement) ce qui déterminera pour les pétales le modèle de fleur à utiliser. Ce modèle pouvant aller d'une fleur à grands pétales comme une tulipe trés ouverte, pour une forte concentration du flux solaire et une forte protection contre les vents, au tournesol qui se pretera à un usage plus général en passant par des composacées comme par exemple,paquerette,marguerite, cosmos, soucis etc... The concentration of the sun's rays is done by the internal intern of a metallic or synthetic surface, imitating in a stylized way or not a crown of flower petals, surrounding the absorber. The size of this surface compared to that of the absorber will be determined by the local conditions of use (temperature, winds, sunshine) which will determine for the petals the flower model to use. This model can range from a flower with large petals like a very open tulip, for a high concentration of the solar flux and a strong protection against the winds, to the sunflower which will lend itself to a more general use by passing by composaceae as for example , daisy, daisy, cosmos, worries etc ...

L'isolation thermique est amélioré par les'Sépales'formant un capot à l'arrière et par les "pétales" qui protègent des vents la face avant de l'absorbeur. The thermal insulation is improved by the “Sepals” forming a hood at the rear and by the “petals” which protect the front face of the absorber from winds.

La réalisation du capteur en forme de fleur est une solution esthétique. The realization of the flower-shaped sensor is an aesthetic solution.

La figure 1 est une vue en coure de l'ensemble du capteur. Figure 1 is a current view of the entire sensor.

La figure 2 représente une coupe du bulbe B Far un plan perpendiculaire à l'axe H, a et b représentent les positions relatives extrèmes du capteur et de sa tige. 2 shows a section of the bulb B Far a plane perpendicular to the axis H, a and b represent the extreme relative positions of the sensor and its rod.

La figure 3 représente la pièce permettant les différents pivotements du capteur et précise le mode de circulation du fluide à l'intérieur de cette pièce. FIG. 3 represents the part allowing the various pivotings of the sensor and specifies the mode of circulation of the fluid inside this part.

La figure 4 montre le capteur connecté à un chauffe-eau. Figure 4 shows the sensor connected to a water heater.

Le modèle présenté a la forme d'un tournesol. Il est constitué d'un absorbeur A en forme de calotte sphérique entouré d'une couronne de pétales P d'angle au centre de 600. The model presented has the shape of a sunflower. It consists of an absorber A in the form of a spherical cap surrounded by a crown of petals P with an angle of 600 in the center.

L'entrainement horaire autour de l'axe H se fait par l'intermédiaire d'un moteur -électrique M qui fait pivoter le capteur d'un angle de 1600 en douze heures pendant le jour, le retour se faisant à la même vitesse la nuit. l'adaptation à la hauteur de passage du soleil se fera par le réglage manuel de la déclinaison autour de l'axe D par l'intermédiaire de la vis V. L'arrière de l'absorbeur et les mécanismes d'entrainement sont protégés par le capot S en forme de; sépales. Une fente adaptée dans ce dernier autorise le pivotement autour de l'axe H. Hourly training around the H axis is done by means of an electric motor M which rotates the sensor by an angle of 1600 in twelve hours during the day, the return being made at the same speed night. the adaptation to the height of passage of the sun will be done by manual adjustment of the declination around the axis D by means of the screw V. The rear of the absorber and the drive mechanisms are protected by the cover S in the form of; sepals. A suitable slot in the latter allows pivoting around the H axis.

La tige T est constituée d'un tube creux le long duquel pourra glisser le tubercule t protégeant la vis V de réglage manuel dela déclinaison. A l'intérieur de cette tige sont placés les tuyaux de circulation du fluide et les cables électriques, l'ensemble sortant par une ouverture 0 et rejoignant, à l'intérieur d'une gaine isolante, un local dans lequel se trouve un ensemble classique constitué d'un accélérateur de circulation du fluide, d'un vase d'expension et d'un échangeur thermique. Un thermostat situé dans l'absorbeur commande le fonctionnement de l'accélérateur. The rod T consists of a hollow tube along which the tuber can slide t protecting the screw V for manual adjustment of the declination. Inside this rod are placed the fluid circulation pipes and the electric cables, the assembly emerging through an opening 0 and joining, inside an insulating sheath, a room in which there is a conventional assembly. consisting of a fluid circulation accelerator, an expansion vessel and a heat exchanger. A thermostat located in the absorber controls the operation of the accelerator.

Le capteur selon l'invention sera bien adapté au chauffage de l'eau chaude sanitaire, au chauffage de locaux annexes comme ateliers, garages, serres, piscines etc... et en complément d'un chauffage traditionnel pour les locaux d'habitation non prévus lors de leur construction pour être équipés de chauffage solaire. The sensor according to the invention will be well suited for heating domestic hot water, heating additional premises such as workshops, garages, greenhouses, swimming pools, etc. and in addition to traditional heating for non-residential premises. planned during their construction to be equipped with solar heating.

Claims (8)

Translated fromFrench

REVENDICATIONS 1* Capteur solaire constitué dcun ab-sorbeur avec concentration du flux solaire équipé d'un mouvement horaire pour suivre le soleil et fixé sur un pied, caractérisé par le fait que l'absorbeur est entouré d'une surface réflé- chassante en forme de pétales réalisant en mtme temps une protection de la face avant de l'absorbeur contre le refroidissement par les vents, ces éléments sont fixés au sommet d'un pied en forme de tige par l'intermédiaire de pièces mécaniques permettant le pivotement. L'ensemble présente ainsi la forme d'une fleur dont le choix dépendra des conditions locales d'utilisation. 1 * Solar collector consisting of an absorber with concentration of the solar flux equipped with an hourly movement to follow the sun and fixed on a foot, characterized in that the absorber is surrounded by a reflective surface in the form of petals at the same time providing protection of the front face of the absorber against cooling by the winds, these elements are fixed to the top of a rod-shaped foot by means of mechanical parts allowing pivoting. The whole thus presents the shape of a flower whose choice will depend on the local conditions of use. 2. Capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments réfléchissants en forme de pétales sont métalliques. 2. Sensor according to claim 1 characterized in that the reflective elements in the form of petals are metallic. 3.. Capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments réfléchissants en forme de pétales sont réalisés en matière synthétique. 3 .. Sensor according to claim 1 characterized in that the reflective elements in the form of petals are made of synthetic material. 4. Capteur selon l'une quelconque de ces revendications caractérisé en ce que les éléments protégeant du refroidissement par les vents la face avant de l'absorbeur sont en forme de pétales de fleur. 4. Sensor according to any one of these claims, characterized in that the elements protecting from wind cooling the front face of the absorber are in the form of flower petals. 5. Capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend à l'arrière un capot en forme de sépales assurant une isolation thermique supplémentaire. 5. Sensor according to claim 1 characterized in that it comprises at the rear a cover in the form of sepals providing additional thermal insulation. 6. Capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'absorbeur est en forme de calotte sphérique. 6. Sensor according to claim 1 characterized in that the absorber is in the form of a spherical cap. 7. Capteur selon l'une quelconque de ces revendications caractérisé en ce que les mécanismes permettant le pivotement sont protégés par un capot en forme de bulbe. 7. Sensor according to any one of these claims, characterized in that the mechanisms allowing the pivoting are protected by a bulb-shaped cover. 8.. Capteur selon l'une quelconque de ces revendications caractérisé en ce que le pied du capteur est constitué d'un tube creux , en forme de tige, contenant les conduites du fluide caloporteur et les cables électriques. 8 .. Sensor according to any one of these claims, characterized in that the base of the sensor consists of a hollow tube, in the form of a rod, containing the pipes of the heat transfer fluid and the electric cables.