NL8200542A

NL8200542A - SOLAR COLLECTOR WITH GAS / LIQUID HEAT EXCHANGE.

Info

Publication number: NL8200542A
Application number: NL8200542A
Authority: NL
Original assignee: Owens Illinois Inc
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1982-02-12
Publication date: 1982-09-16
Also published as: AU8018582A; DE3206624A1; IL65020A0; IT8247874A0; BR8201018A; IT1147816B; LU83927A1; FR2500918A1; BE892011A; JPS57155061A; GB2093980A

Description

X 3X 3

Zonnecollector met gas/vloeistof-warmte-uitwisseling.Solar collector with gas / liquid heat exchange.

De uitvinding heeft in het algemeen gesproken betrekking op een zonnecollector en meer in het bijzonder op een, een eenheidvormend zonne-energie-collectorsamenstel met een aantal geevacueerde collectorelementen en een gas/vloeistof-5 warmtewi s s elaar.The invention generally relates to a solar collector and more particularly to a unitary solar collector assembly with a number of evacuated collector elements and a gas / liquid heat exchanger.

De toename van de vraag naar energie in samenhang met de toename van de prijs van de winning van fossiele brandstoffen is een aansporing geweest te zoeken naar alternatieve energiebronnen. Wellicht de meest onmiddellijke veelbelo-10 vende alternatieve bron is zonne-energie en de ontwikkeling en verbeteringen in zonne-energie-collector-ontwerpen zijn in de laatste tien jaar indrukwekkend geweest. Niettemin vertoont elke werkelijke uitvoering zoals met een vlakke plaat of met een buis, en elk soort winningsmedium, zoals lucht of water, zekere 15 gebreken in zijn prestatie die vragen om verbetering. Bij col lectors met geevacueerde buizen die gebruik maken van lucht als een warmtewinningsmedium, is een veel voorkomend probleem te-bleken de verdeling van lucht over de collector-elementen. Een onvoldoende luchtstroom in bepaalde collectorelementen als 20 gevolg van een gebrekkige verdeling in een centraal verdeelor- gaan heeft niet alleen tot gevolg dat bepaalde collectorelementen bij een hoge temperatuur werkzaam zijn, hetgeen hun levensduur nadelig kan beïnvloeden, maar vermindert ook het rendement van het totale collectorsamenstel.The increase in energy demand in conjunction with the increase in the price of fossil fuel extraction has been an incentive to look for alternative energy sources. Perhaps the most immediate promising alternative source is solar energy, and the development and improvements in solar collector designs have been impressive in the last decade. Nevertheless, any real embodiment such as with a flat plate or with a tube, and any kind of recovery medium, such as air or water, exhibits certain defects in its performance that require improvement. In evacuated tube collectors using air as a heat recovery medium, a common problem has been found to be the distribution of air among the collector elements. Insufficient airflow in certain collector elements due to a faulty distribution in a central manifold not only results in certain collector elements operating at a high temperature, which can adversely affect their life, but also reduces the efficiency of the total collector assembly .

25 Het is in de stand van de techniek bekend dat een ongelijkmatige verdeling van een fluïdum in het algemeen kan worden verbeterd door de bedrijfsdruk van het systeem te vergroten en aldus het drukverval over componenten van het systeem. Ongelukkigerwijs kan een vergroting van de werkdruk in 30 een systeem alleen worden verkregen met een dienovereenkomstige toename in het energieverbruik, dat wil zeggen van de energie die naar de componenten die de lucht in beweging brengen, wordt toegevoerd. In een winningssysteem van zonne-energie kan een 8200542 i ί - 2 - zodanige toename van het energieverbruik groter zijn dan de toename van de gewonnen energie die het gevolg is van de verbeterde luchtverdeling. Gezien als een thermodynamisch systeem kan het totale rendement van de zonnecollector in feite geringer 5 uitvallen als gevolg van de toename wat energieverbruik betreft verbonden met het bereiken van het doel van een verbeterde luchtverdeling.It is known in the art that an uneven distribution of a fluid can generally be improved by increasing the operating pressure of the system and thus the pressure drop across components of the system. Unfortunately, an increase in operating pressure in a system can only be achieved with a corresponding increase in energy consumption, ie, of the energy supplied to the air moving components. In a solar energy recovery system, an 8200542 i ί - 2 - such increase in energy consumption may be greater than the increase in the recovered energy resulting from the improved air distribution. Viewed as a thermodynamic system, the total efficiency of the solar collector may in fact be less due to the increase in energy consumption associated with achieving the goal of improved air distribution.

Deze situatie wekt de suggestie dat lage drukken in het systeem en minimale waarden van het drukverval voor-10 delig kunnen zijn. Een systeem waarin dit het geval is, is be schreven in het Amerikaanse octrooischrift k.016.860.This situation suggests that low pressures in the system and minimum values of the pressure drop may be advantageous. A system in which this is the case is described in U.S. Patent No. 0,016,860.

Een ander gebied waarin moeilijkheden optreden bij het benutten van zonne-energiecollectors, houdt verband met de wijze van energie-overdracht. In vele zonne-collectors die 15 lucht gebruiken als het winningsmedium, wordt de lucht verplaatst vanuit het zonne-energiecollectorsamenstel door een leidings-stelsel heen naar de plaats, zoals een woonruimte, waarin de warmte-energie moet worden benut. Een dergelijk leidingwerk roept een aantal problemen op. In de eerste plaats veroorzaken transport-20 wegen van een enigszins aanzienlijke lengte een drukverval dat van betekenis is, hetgeen de problemen van de toevoer van energie naar het systeem en van het totale rendement, zoals hiervoor gesteld, alleen maar versterkt. In de tweede plaats zijn problemen van energieverlies naar de omgeving in verband met de 25 geringe dichtheid van lucht en de grote diameter en het grote omtreksoppervlak van een dergelijk leidingwerk van betekenis. Vanzelfsprekend kan een dergelijk leidingwerk goed zijn geïsoleerd en bij voorkeur is dit ook het geval, maar dit vergroot de buitendiameter van het leidingwerk. Tenslotte kan het instal-30 leren van een leidingwerk met een zodanige grote diameter in bestaande constructies, ook nog problemen oproepen die met een meer compact energie-overdrachtschema hetzij tot een minimum zouden lijken te worden teruggebracht of althans te worden verlicht. Een voorbeeld van een zonne-energiecollector die een der-35 gelijk compact energie-overdrachtschema benut, is beschreven in 8200542 - 3 - ï 4 het Amerikaanse octrooischrift 3.960.136. In de in dit octrooi-schrift beschreven inrichting verwarmt lucht die circuleert in een collector op het dak, een vloeistof, zoals water, en het water wordt gebruikt als het warmte-overdrachtmedium.Another area in which difficulties arise in the use of solar collectors is related to the method of energy transfer. In many solar collectors that use air as the recovery medium, the air is moved from the solar collector assembly through a conduit system to the location, such as a living space, in which the heat energy is to be utilized. Such piping raises a number of problems. First, transport paths of somewhat substantial length cause significant pressure drop, which only exacerbates the problems of energy supply to the system and of overall efficiency as stated above. Second, problems of energy loss to the environment because of the low density of air and the large diameter and large circumferential surface of such pipework are significant. Obviously, such piping can be well insulated and preferably this is also the case, but this increases the outer diameter of the piping. Finally, installing a piping of such a large diameter in existing structures may also raise problems that would appear to be reduced to a minimum or at least alleviated with a more compact energy transfer scheme. An example of a solar energy collector utilizing such a compact energy transfer scheme is described in 8200542-3-4 U.S. Patent 3,960,136. In the apparatus described in this patent, air circulating in a roof collector heats a liquid, such as water, and the water is used as the heat transfer medium.

5 Samenvattend heeft de uitvinding betrekking op een zonne-energieeollector die als een eenheid is uitgevoerd en die is voorzien van een aantal geevacueerde collectorelemen-ten die zijn bevestigd aan en in verbinding staan met een centraal opgesteld tweewegsverdeelorgaan waarin zijn opgenomen een 10 gas/vloeistof-warmtevisselaar en een inrichting voor het laten circuleren van het gasvormige warmtewinningsmedium, De collec-torelementen zijn verspringend in een rij opgesteld aan weerszijden van het verdeelorgaan. Elk van de collectorelementen omvat een langwerpige dubbelwandige glazen buis met een open eind 15 welke buis een geevacueerde ringvormige ruimte tussen de glazen wanden bepaalt. Een dunwandige metalen verdelerbuis met een diameter die iets geringer is dan de binnendiameter van de binnenste glazen wand, is in de glazen buis aangebracht en loopt door voorbij het open eind van het collectorelement. De door de 20 verdelerbuis en de binnenwand van het collectorelement bepaal de ring staat in verbinding met de dichtstbij zijnde doorgang in het verdeelorgaan en het inwendige van de verdelerbuis staat in verbinding met de verderweg gelegen doorgang in het verdeelorgaan. De inrichting voor het laten circuleren van lucht levert 25 lucht onder lage druk aan één van de doorgangen en deze lucht stroomt naar binnen in. alle ringen en in het inwendige van de verdelerbuizen die daarmee in verbinding staan. De lucht loopt dan uit het verdeelorgaan weg in hetzij de ringen of in het inwendige van de verschillende verdelerbuizen, bereikt het eind 30 van dé collectorelementen en loopt naar binnen naar de andere doorgang in het verdeelorgaan, waarbij de lucht die te voren in de ringen was, nu binnen in de verdelerbuizen loopt, en omgekeerd. De luchtstroom wordt vervolgens binnenin de andere doorgang in het verdeelorgaan gecombineerd en gaat verder door de 35 warmtewisselaar heen waar de energie van de lucht wordt over- 8200542 • i 3 - k - gedragen naar de vloeistof, namelijk water, dat door de warmtewisselaar heen stroomt. Lucht die de warmtewisselaar verlaat, wordt teruggevoerd naar- de ventilator en vandaar naar de collector element en, terwijl het water of een andere vloeistof die de 5 warmte-energie uit de lucht absorbeerde, uit de warmte-wisse- laar wordt weggevoerd en door een toepasselijke leiding heen wordt verplaatst naar de plaats van gebruik.In summary, the invention relates to a solar energy collector which is designed as a unit and which is provided with a number of evacuated collector elements which are attached to and are connected to a centrally arranged two-way distribution element in which a gas / liquid distributor is included. heat exchanger and an apparatus for circulating the gaseous heat recovery medium. The collector elements are staggered in a row on either side of the distributor. Each of the collector elements comprises an elongated double-walled glass tube with an open end 15 which tube defines an evacuated annular space between the glass walls. A thin-walled metal distribution tube with a diameter slightly smaller than the inner diameter of the inner glass wall is mounted in the glass tube and extends past the open end of the collector element. The ring defined by the manifold tube and the inner wall of the collector element communicates with the nearest passage in the manifold and the interior of the manifold tube communicates with the more distant passage in the manifold. The air circulation device supplies low pressure air to one of the passages and this air flows in. all rings and inside the manifolds connected to them. The air then drains from the manifold into either the rings or into the interior of the various manifolds, reaches the end 30 of the collector elements and enters into the other passage in the manifold, with the air previously in the rings , now entering the manifold tubes, and vice versa. The airflow is then combined inside the other passage in the distributor and continues through the heat exchanger where the energy from the air is transferred to the liquid, namely water, which flows through the heat exchanger. . Air exiting the heat exchanger is returned to the fan and from there to the collector element and, while the water or other liquid that absorbed the heat energy from the air is removed from the heat exchanger and through a appropriate pipe is moved to the place of use.

Het is dus een doel van de uitvinding een zonne-energiecollector als eenheid te verschaffen die als opbrengst 10 een verwarmde vloeistof levert.It is therefore an object of the invention to provide a solar energy collector as a unit which yields a heated liquid as a yield.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een, een eenheid vormende zonne-energiecollector die een groot rendement vertoont.Another object of the invention is to provide a unitary solar energy collector which exhibits high efficiency.

Weer een ander doel van de uitvinding is het 15 verschaffen van een, een eenheid vormende zonne-collector met geevacueerde buizen die gemakkelijk kan worden geïnstalleerd in bestaande en in nieuwe constructies.Yet another object of the invention is to provide a unitary evacuated tube solar collector that can be easily installed in existing and new structures.

Weer een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een, een eenheid vormende zonne-energiecollector 20 met geevacueerde buizen die gebruik maakt van een luchtverde- lingsschema dat werkt bij lage druk en dat een uitstekende luchtverdeling vertoont bij een minimaal gebruik van energie.Yet another object of the invention is to provide a unitary solar collector 20 with evacuated tubes that uses an air distribution scheme operating at low pressure and which exhibits excellent air distribution with minimal use of energy.

Andere doelen en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de hierna volgende beschrijving 25 die verwijst naar een tekening.Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following description which refers to a drawing.

Fig. 1 is een perspectivisch aanzicht van een, een eenheid vormende zonne-energiecollector volgens de uitvinding .Fig. 1 is a perspective view of a unitary solar energy collector according to the invention.

Fig. 2 is in vergroting een perspectivisch 30 aanzicht van een deel van de warmte-wisselaar die wordt gebruikt in een zonne-energiecollector volgens de uitvinding.Fig. 2 is an enlarged perspective view of a portion of the heat exchanger used in a solar energy collector according to the invention.

Fig. 3 is een aanzicht van een zijkant van een, een eenheid vormende zonne-energiecollector volgens de uitvinding, gemonteerd op een hellend oppervlak.Fig. 3 is a side view of a unitary solar energy collector according to the invention mounted on an inclined surface.

35 Fig. is een schematische schets van de lucht- 8200542 4 » - 5 - stroom door het verdeelorgaan en de collectorelementen van een, een eenheid vormende zonne-energiecollector volgens de uitvinding.FIG. is a schematic sketch of the air flow through the distributor and collector elements of a unitary solar energy collector according to the invention.

Fig. 5 is een aanzicht van een totale door-5 snede van het verdeelorgaan van een , een eenheid vormende zonne-energiecollector volgens de uitvinding, welke doorsnede is gemaakt langs de lijn V - V in fig. 1.Fig. 5 is an overall cross-sectional view of the distribution member of a unitary solar collector according to the invention, sectioned along line V-V in FIG. 1.

Fig. 6 is vergroot getekend een aanzicht in doorsnede van een gedeelte van de bevestiging van de verdeler-10 buizen in het verdeelorgaan.Fig. 6 is an enlarged sectional view of a portion of the attachment of the manifold tubes in the manifold.

Fig. T is een aanzicht in doorsnede van een gedeelte van het verdeelorgaan van een, een eenheid vormende zonne-energiecollector volgens de uitvinding, genomen langs de lijn VI - VI in fig. 1.Fig. T is a sectional view of a portion of the distribution member of a unitary solar energy collector according to the invention, taken along line VI-VI in Figure 1.

15 Bij de beschrijving van een voorkeursuitvoering van de uitvinding tonen de figuren 1 en 3 een, een eenheid vormende zonne-energiecollector 10. De zonnecollector 10 omvat een centraal opgesteld verdeelorgaansamenstel 12 met een aantal collectorelementen 1U die aan weerszijden daarvan versprongen zijn 20 aangebracht. Zowel het verdeelorgaansamenstel 12 als de collec torelementen 1k worden ondersteund door een in het algemeen gesproken rechthoekige raamconstructie 16. De raamconstructie omvat een paar langwerpige Z-balken 18 die het verdeelorgaansamenstel 12 stevig bevestigen en verheffen boven een oppervlak 25 zoals dat van een dak 20 waarop de collector 10 is gemonteerd.In describing a preferred embodiment of the invention, Figures 1 and 3 show a unitary solar energy collector 10. The solar collector 10 comprises a centrally disposed distribution member assembly 12 with a number of collector elements 1U staggered on either side thereof. Both the manifold assembly 12 and the collector elements 1k are supported by a generally speaking rectangular window construction 16. The window construction comprises a pair of elongated Z-beams 18 which securely fix and elevate the manifold assembly 12 above a surface 25 such as that of a roof 20 on which collector 10 is mounted.

De raamconstructie 16 omvat voorts een paar L-vormige collector-steunbalken 22 die in het algemeen gesproken onder een rechte hoek tussen de einden van de Z-balken 18 zijn bevestigd. De steunbalken 22 omvatten elk een aantal U-vormige sleuven 2k voor 30 het daarin opnemen van een collectorelement welke sleuven een wig vormen voor de einden van de collectorelementen 1k die het verst van het verdeelorgaansamenstel 12 liggen, en ondersteunen deze. De raamconstructie 16 kan worden vervaardigd van een materiaal zoals gegalvaniseerd ijzer, aluminium of een ander der-35 gelijk materiaal. De Z-balken 18 kunnen worden bevestigd aan 8200542 - 6 - het verdeelorgaansamenstel 12 en aan de L-vormige halken 22 door middel van ieder geschikt bevestigingsmiddel zoals van draad voorziene bevestigingsorganen, klinknagels, puntlassen of een ander middel.The window construction 16 further includes a pair of L-shaped collector support beams 22 generally mounted at right angles between the ends of the Z beams 18. The support beams 22 each include and support a plurality of U-shaped slots 2k for receiving a collector element therein, which slots wedge the ends of the collector elements 1k farthest from the manifold assembly 12. The window construction 16 can be made of a material such as galvanized iron, aluminum or another such material. The Z beams 18 can be attached to 8200542-6 - the distributor member 12 and to the L-shaped staves 22 by any suitable fastener such as threaded fasteners, rivets, spot welds or other means.

5 Zoals fig. 2 laat zien kan de zonnecollector K) zijn geïnstalleerd op het dak 20 van een woning of een ander gebouw. Bij voorkeur is de zonnecollector 10 in Zuidelijke richting georienteerd en wel onder een hellingshoek die de ontvangst van zonne-energie op de geografische breedte van zijn 10 opstelling optimaal maakt. De collectorelementen 1H staan vrij, dat wil zeggen dat de collector 10 geen spiegel, reflector of ander spiegelend reflectie-orgaan omvat voor het concentreren van de zonnestralen, maar in plaats daarvan.vertrouwd op diffuse reflectie aan het oppervlak van het dak 20 of van een ander 15 horizontaal of hellend oppervlak aan de kant van de collector- elementen 1¼ die is afgekeerd van de zon om energie naar de elementen toe te reflecteren.As shown in Fig. 2, the solar collector K) can be installed on the roof 20 of a house or other building. Preferably, the solar collector 10 is oriented in a southern direction, namely at an angle of inclination that optimizes the reception of solar energy on the geographical width of its arrangement. The collector elements 1H are free, i.e. the collector 10 does not comprise a mirror, reflector or other specular reflecting means for concentrating the sun's rays, but instead relies on diffuse reflection on the surface of the roof 20 or of a Other 15 horizontal or inclined surface on the side of the collector elements 1¼ facing away from the sun to reflect energy towards the elements.

In fig. 5 is het verdeelorgaansamenstel 12 in doorsnede met in het algemeen rechthoekige vorm te zien en 20 het omvat een buitenmantel 30 van plaatmetaal en een kleinere binnenmantel 32, eveneens van plaatmetaal. Tussen de buitenmantel 30 van plaatmetaal en de binnenmantel 32 van plaatmetaal zijn in geschikte grootte en geschikt georienteerd voorgevormde isolatieplaten 3^ geplaatst. De isolatieplaten 3^· zijn bij voor-25 keur vervaardigd van polyurethaan-isocyanaat of een soortgelijk materiaal dat zeker aan een maximum temperatuur van tenminste 160°C weerstand kan bieden. De gelijkmatige dikte van de voorgevormde plaat-isolatie 3b, alsmede de nauwkeurig gevormde rechte hoeken, zorgen ervoor dat de platen 3^ dicht aan elkaar 30 zullen passen en de ruimte tussen de buitenmantel 30 en de bin nenmantel 32 geheel vullen. Centraal in de binnenmantel 32 is een schot 36 van plaatmetaal opgesteld dat de binnenruimte van de binnenmantel 32 over zijn gehele lengte verdeelt in een inlaat- of toevoerdoorgang Uo en een uitlaat- of terugvoerdoor-35 gang b2.In Fig. 5, the distributor member 12 is shown in section with generally rectangular shape and it comprises an outer sheath 30 of sheet metal and a smaller inner sheath 32, also of sheet metal. Between the outer sheet metal sheath 30 and the inner sheet metal sheath 32, suitably sized and suitably oriented preformed insulating plates are placed. The insulation plates 3 are preferably made of polyurethane isocyanate or a similar material which can certainly withstand a maximum temperature of at least 160 ° C. The uniform thickness of the preformed sheet insulation 3b, as well as the precisely formed right angles, ensure that the sheets 3 3 will fit closely together and completely fill the space between the outer jacket 30 and the inner jacket 32. Centrally located in the inner jacket 32 is a sheet metal baffle 36 that divides the inner space of the inner jacket 32 along its entire length into an inlet or feed passage Uo and an outlet or return passage b2.

8200542 J 1 - 7 -8200542 J 1 - 7 -

In fig. 5 en fig. 6 "bepaalt het centraal opgestelde schot 36 een aantal ronde openingen hh, in elk -waarvan een ringvormig afdichtorgaan hè van een elastomeermateriaal is opgenomen. Het afdichtorgaan hè heeft een oppervlak U8 in de 5 vorm van een afgeknotte kegel dat het ihbrengen van het af dichtorgaan li-6 in de cirkelvormige opening UU vergemakkelijkt, en een ringvormige inspringende groef 50 die rondom zijn omtrek is aangehracht en die het afdichtorgaan hè stevig vasthoudt in éên van de cirkelvormige openingen W. Binnenin elk van de af-10 dichtorganen hè is een dunwandige metalen verdelerbuis 52 gezet.In Fig. 5 and Fig. 6 ", the centrally disposed partition 36 defines a number of round openings hh, in each of which a ring-shaped sealing member h of an elastomer material is included. The sealing member h has a surface U8 in the form of a truncated cone that facilitates insertion of the sealing member L-6 into the circular aperture UU, and an annular recessed groove 50 which is provided around its circumference and which securely holds the sealing member in one of the circular apertures W. Inside each of the apertures. 10 sealing members, a thin-walled metal distributor tube 52 is fitted.

De verdelerbuis 52 -wordt in axiale zin in het afdichtorgaan hè vastgehouden door middel van een naar buiten uitstekende rib 5h die is gevormd in de verdelerbuis 52 nabij het ene eind daarvan en die samenwerkt met een complementair uitgevoerde half-15 cirkelvormige verdieping 56 in het naar binnen gekeerde opper vlak van het afdichtorgaan W>. Alle verdelerbuizen 52 zijn concentrisch opgesteld binnen één van de c oil eet or element en 1 lien steken in axiale richting uit buiten het open eind van het bijbehorende collectorelement 14 over een afstand die voldoende 20 is dat de verdelerbuis kan worden bevestigd in het schot 36 op de hiervoor beschreven wijze. Aan het andere eind van de verdelerbuis 62, dat wil zeggen het eind dat zich bevindt in het collect orelement 14, houden een aantal, bij voorkeur drie, naar buiten gerichte oren of lippen 58 de verdelerbuis 52 in een coaxia-25 le positie binnen in het collectorelement 14.The manifold tube 52 is held axially in the sealing member by an outwardly projecting rib 5h formed in the manifold tube 52 near one end thereof and which cooperates with a complementary semicircular recess 56 in the opposite direction. inside surface of the sealing member W>. All distributor tubes 52 are arranged concentrically within one of the oil element and 1 axially protrudes beyond the open end of the associated collector element 14 by a distance sufficient to allow the distributor tube to be mounted in the baffle 36 the manner described above. At the other end of the manifold tube 62, that is, the end located in the collector element 14, a plurality, preferably three outwardly facing ears or lips 58, hold the manifold tube 52 in a coaxial position inside the collector element 14.

In axiale zin op één lijn met de verdelerbuizen 52 en concentrisch daaromheen aangebracht zijn een eerste cirkelvormige opening 60 in de buitenmantel 30 en een tweede cirkelvormige opening 62 in de binnenmantel 32. Een gedeelte van 30 de plaatisolatie 3¾ dat zich 'bevindt tussen de openingen 60 en 62, is verwijderd om zo een cirkelvormige holte èh te vormen waarin een ringvormig gevormde afdichting 66 is opgenomen. De gevormde afdichting 66 is bij voorkeur vervaardigd van een elastomeer op basis van siliconen en kan in het verdeelorgaansamen-35 stel 12 worden vastgehouden door het aanbrengen van een dun laagje 8200542 * * - 8 - 68 van een kleefmiddel op "basis van siliconen ter plaatse van het contactoppervlak tussen de gevormde afdichting 66 en de plaat-isolatie 3^·. De gevormde afdichting 66 omvat een buiten-lip 70 die functioneert als een afdichting van de buitenlucht, 5 en voorts een aantal naar binnen toe gerichte langs de omtrek aangebrachte driehoekige ribben 72 die functioneren als een chevron-afdichting voor het afdichten van de collectorelementen ik en voor het stevig in het verdeelorgaansamenstel 12 vasthouden daarvan.Axially aligned with the manifold tubes 52 and concentrically disposed thereon are a first circular opening 60 in the outer jacket 30 and a second circular opening 62 in the inner jacket 32. A portion of the plate insulation 3 between the openings 60 and 62, is removed to form a circular cavity h eh in which an annular shaped seal 66 is received. The shaped seal 66 is preferably made of a silicone-based elastomer and can be retained in the manifold assembly 12 by applying a thin layer of silicone-based adhesive 8200542 * * - 8 - 68 of the contact surface between the formed seal 66 and the plate insulation 3 The molded seal 66 includes an outer lip 70 which functions as a seal of the outside air, and further a number of inwardly oriented circumferentially arranged triangular ribs 72 which function as a chevron seal for sealing the collector elements I and for holding them securely in the distributor 12.

10 Zoals hiervoor opgemerkt is elk van het aan tal collectorelementen 1^ coaxiaal opgesteld rondom êén van de verdelerbuizen 52. De collectorelementen 1^ zijn bij voorkeur cirkelvormig in doorsnede en zijn vervaardigd van glas. Elk van de collectorelementen 1¼ omvat een buitenwand 80 en een binnen-15 wand 82 met een kleinere diameter dan de buitenwand. De wanden 80 en 82 bepalen een langwerpige ringvormige ruimte 8H tussen zich in welke ruimte is geevacueerd tot een vacuum van ongeveer _2 10 Pa. Het vacuum wordt verkregen door lucht uit de ruimte 8H te verwijderen aan het topeind van de collectorelementen 1U 20 en een stengeltje 86 op die plaats wordt afgedicht overeenkom stig een werkwijze die algemeen bekend is. Het vacuum in de ruimte 8k elimineert praktisch gesproken geleidingsverliezen en convectieverliezen uit de collectorelementen 1k. De binnenwanden 82 van de collectorelementen 16 zijn bij voorkeur voorzien van 25 een zonne-energie-absorberend oppervlak 88. Het energie-absor- berende oppervlak 88 omvat een wat de golflengte betreft selectieve bekleding met een grote absorptiecoëfficiënt en een kleine emissie-coefficient ten bedrage van 0,1 of lager in het infrarode gebied, welke bekleding kan worden vervaardigd door het 30 afzetten in vacuum van een dunne laag (100 nm) aluminium op het naar buiten gekeerde oppervlak van de binnenwanden 82 van de collectorelementen 1^·. Vervolgens wordt langs elektrische weg een laag chroom verdampt en afgezet over het substraat van aluminium in de vorm van zwart chroom en wel tot een dikte van 35 ongeveer 150 nm. Anders kan het oppervlak 88 worden zwart gemaakt 8200542 - 9 - met een overdekking van een infrarode energie-absorberend materiaal, zoals magnesiumoxyde, magnesiumfluoride, enz.As noted above, each of the plurality of collector elements 11 is coaxially disposed about one of the manifold tubes 52. The collector elements 11 are preferably circular in cross-section and are made of glass. Each of the collector elements 1¼ comprises an outer wall 80 and an inner wall 82 of a smaller diameter than the outer wall. The walls 80 and 82 define an elongated annular space 8H between them which has been evacuated to a vacuum of about 10 Pa. The vacuum is obtained by removing air from the space 8H at the top end of the collector elements 1U 20 and sealing a stem 86 at that location according to a method well known. The vacuum in the space 8k practically eliminates conduction losses and convection losses from the collector elements 1k. The inner walls 82 of the collector elements 16 are preferably provided with a solar energy absorbing surface 88. The energy absorbing surface 88 comprises a wavelength selective coating with a large absorption coefficient and a small emission coefficient of amount of 0.1 or lower in the infrared region, which coating can be made by depositing in vacuum a thin layer (100 nm) of aluminum on the outwardly facing surface of the inner walls 82 of the collector elements. Then, a layer of chromium is evaporated electrically and deposited over the aluminum substrate in the form of black chromium, to a thickness of about 150 nm. Otherwise, the surface 88 can be blackened 8200542-9 - with a cover of an infrared energy absorbing material, such as magnesium oxide, magnesium fluoride, etc.

Het verdeelorgaansamenstel 12, zoals weergegeven in fig. 35 fig. 5 en fig. J omvat.een centraal opgestel-5 de ventilator 90. De ventilator 90 is voorzien van een prak tisch gesproken gebruikelijke elektromotor 92 die door middel van losneembare bevestigingsorganen 9^ is bevestigd op de metalen buitenmantel 30 van het verdeelorgaansamenstel 12. Bij voorkeur is de elektromotor 92 op geschikte wijze weerbestendig 10 gemaakt. Anders kan de motor 92 worden ondergebracht in een beschermende omhulling (niet getekend). De elektromotor 92 heeft een uitgangsas 96 met een naar keuze vastzetbaar koppelorgaan 98 dat een ventilatoras 100 aandrijft die door de plaatisolatie 3*+ heen steekt in een beklede doorgang 102 tot in de inlaat- of 15 toevoerdoorgang 1*0. Aan het eind van de as 100 die is aangebracht in de toevoerdoorgang 1*0·, is een op gebruikelijke wijze als een kooi gevormde waaier 10l* bevestigd. Een geschikte dekplaat 106 die bevestigd is op het schot 36, bepaalt een invoeropening 108 die concentrisch met en dicht naast de waaier 1öl* is opgesteld.The distributor assembly 12, as shown in FIG. 35, FIG. 5 and FIG. J, comprises a central arrangement of the fan 90. The fan 90 is provided with a practically conventional electric motor 92 which is by means of detachable fasteners 9. mounted on the metal outer sheath 30 of the manifold assembly 12. Preferably, the electric motor 92 is suitably weather resistant. Otherwise, the motor 92 can be housed in a protective enclosure (not shown). The electric motor 92 has an output shaft 96 with an optionally lockable coupling member 98 which drives a fan shaft 100 which protrudes through the plate insulation 3 * + into a clad passage 102 into the inlet or inlet passage 1 * 0. At the end of the shaft 100 which is disposed in the feed passage 1 * 0 · is mounted a conventionally shaped cage 10l *. A suitable cover plate 106 mounted on the baffle 36 defines an inlet opening 108 arranged concentrically with and close to the impeller 100 *.

20 Fig. T laat zien dat het verdeelorgaansamen stel 12 bovendien omvat een luchtkering 110 die is opgesteld binnenin de toevoerdoorgang 1*0 tussen het schot 36 en de binnenmant el 32, en een volgens een bepaalde vorm gebogen paneel 112.FIG. T shows that the manifold assembly 12 additionally includes an air baffle 110 disposed within the feed passage 1 * 0 between the baffle 36 and the inner casing 32, and a shape-curved panel 112.

De luchtkering 110 en het in vorm gebogen paneel. 112 bezitten 25 beide een symmetrisch aangebracht gekromd oppervlak 11U dat zorgt voor een gelijkmatige verdeling van lucht vanuit de waaier 10l* naar alle ruimten van de inlaat- of toevoerdoorgang 1*0. Toegang tot de waaier 10l* wordt gemakkelijk verkregen door het in vorm gebogen paneel 112 en een overeenkomstig buitenpaneel 30 116 dat deel uitmaakt van de buitenmantel 30, uit te voeren als wegneembare secties die kunnen worden vastgezet door middel van naar keuze losneembare bevestigingsorganen 11-8.The air barrier 110 and the curved panel. 112 both have a symmetrically arranged curved surface 11U which ensures an even distribution of air from the impeller 101 * to all spaces of the inlet or supply passage 1 * 0. Access to the impeller 101 * is easily achieved by designing the curved panel 112 and a corresponding outer panel 30 116 forming part of the outer jacket 30 as removable sections that can be secured by optionally detachable fasteners 11-8 .

Zoals blijkt uit fig. 2 en fig. 5 omvat het verdeelorgaansamenstel 12 verder een langwerpige warmtewisselaar 35 120 die is opgesteld in de uitlaat- of terugvoerluchtdoorgang 8200542 - 10 - b2. De warmtewisselaar 120 omvat een paar evenwijdige langwerpige platen 122 die beide voorzien in een bevestiging voor de warmtewisselaar 120 tussen het centrale opgestelde schot 36 en de binnenmantel 32 en sluiten ongeveer 2/3 van de breedte 5 van de uitlaat of terugvoerdoorgang k2 af. Een paar evenwijdige plat gemaakte fluidumgeleidende buizen Ï2k zijn onder afdichting bevestigd op het paar langwerpige platen 122. Het paar buizen 12^ bepaalt een langwerpige, rechthoekige doorgang 126 waarbinnen is opgesteld een als een serpentijn gevormde warmte-10 overdrachtsrib of oppervlak 128. Het warmte-overdrachtsopper- vlak 128 is bij voorkeur vervaardigd van een metaal zoals koper, dat goede warmte-overdrachtseigenschappen vertoont en kan in het algemeen worden gevormd overeenkomstig de gebruikelijke warm-te-overdrachtspraktijk teneinde de warmte-uitwisseling vanuit 15 de lucht die door de doorgang 126 gaat, naar het fluïdum dat door de buizen 12b loopt, optimaal te maken. Aan beide einden van de plat gemaakte buizen 12U bevindt zich een kast 130 die de verbinding en de stroomverdeling tussen de plat gemaakte buizen *\2k en een enkele fluidumleiding 132 verzorgt. Aan het ene eind van 20 de warmtewisselaar 120 vertoont de fluidumleiding 132 een teruggebogen bocht (niet getekend) en de fluidumleiding 132 ligt tegen de warmte-wisselaar 120 aan over zijn gehele lengte zodanig dat zowel de inlaatleiding 132 als de uitlaatleiding 132 uitsteken aan hetzelfde eind van het verdeelorgaansamenstel 12, 25 zoals in fig. 1 is getekend.As shown in FIG. 2 and FIG. 5, the manifold assembly 12 further includes an elongated heat exchanger 120 located in the exhaust or return air passageway 8200542-10-b2. The heat exchanger 120 includes a pair of parallel elongated plates 122, both of which provide an attachment for the heat exchanger 120 between the centrally disposed baffle 36 and the inner jacket 32 and close approximately 2/3 of the width of the outlet or return passage k2. A pair of parallel flattened fluid conducting tubes 12k are sealed to the pair of elongated plates 122. The pair of tubes 12 ^ defines an elongated rectangular passageway 126 within which is arranged a serpentine-shaped heat transfer rib or surface 128. The heat- transfer surface 128 is preferably made of a metal such as copper, which exhibits good heat transfer properties and can generally be formed in accordance with conventional heat transfer practice to allow heat exchange from the air passing through passage 126 to optimize the fluid passing through the tubes 12b. At both ends of the flattened tubes 12U is a box 130 providing connection and flow distribution between the flattened tubes * 2k and a single fluid conduit 132. At one end of the heat exchanger 120, the fluid conduit 132 has a curved bend (not shown) and the fluid conduit 132 abuts the heat exchanger 120 along its entire length such that both the inlet conduit 132 and the outlet conduit 132 protrude at the same end of the manifold assembly 12, 25 as shown in FIG.

Aan de hand van fig. k zal de luchtcirculatie in het verdeelorgaansamenstel 10, de collectorelementen 1^ en de verdelerbuizen 52 nu worden beschreven. Zoals hiervoor opgemerkt is de waaier 10^ opgesteld in de toevoerdoorgang 1*0 en wordt 30 dus de luchtstroom daarin toegevoerd. Een deel van de lucht die door de waaier 10^ wordt geleverd, treedt binnen in het stel cirkelvormige doorgangen die zijn bepaald door de dunwandige verdelerbuizen 52 en gaat verder naar links, in buitenwaartse richting van het verdeelorgaansamenstel 12 vandaan. Op dezelfde 35 wijze treedt een praktisch even groot deel van de door de waaier 8200542 - 11 - 1θ4 geleverde lucht tinnen in de ringen die worden "bepaald door de dunwandige verdelerbuizen 52 en de binnenoppervlakken van de binnenste glaswanden 82 van de collectorelementen 16. Deze lucht stroomt naar rechts, naar buiten toe van het verdeelorgaansamen-5 stel 12 vandaan. In beide gevallen wordt wanneer de luchtstroom de einden van de verdelerbuizen 52 en van de glazen binnenbuizen 82 bereikt de richting van de stroom omgekeerd. In het eerste geval begint de lucht die binnen de cirkelvormige doorgang van de verdelerbuis 52 stroomt, naar* binnen naar de terugvoer-10 doorgang b2 te stromen in de door de verdelerbuizen 52 en de glazen binnenwanden 82 van de collectorelementen 1U bepaalde ring te stromen. Omgekeerd keert de lucht die te voren naar buiten toe stroomde in de ringvormige ruimten, terug naar de doorgang k-2 in de cirkelvormige doorgang die door de verdelerbuizen 52 15 is bepaald. De lucht gaat dan verder door de doorgang 126 van de warmtewisselaar 122 geeft de binnen de collectorelementen 1¾ verzamelde warmte-energie af aan het warmtewisselaaroppervlak 128 en uiteindelijk aan het fluïdum dat door de plat gemaakte buizen 12h van de warmtewisselaar* 120 stroomt, af. De lucht 20 wordt vandaar door de cirkelvormige opening 108 en door de waaier 10^ heen getrokken en komt opnieuw in circulatie.The air circulation in the manifold assembly 10, the collector elements 11 and the manifold tubes 52 will now be described with reference to Fig. K. As noted above, the impeller 10 ^ is arranged in the feed passage 1 * 0 and thus the air flow is supplied therein. Some of the air supplied by the impeller 10 ^ enters the set of circular passages defined by the thin-walled manifolds 52 and continues to the left, outwardly away from the manifold assembly 12. Likewise, a substantially equal amount of the air supplied by the impeller 8200542-11-114 enters the rings defined by the thin-walled distribution tubes 52 and the inner surfaces of the inner glass walls 82 of the collector elements 16. This air flows to the right, outward from the manifold assembly 12. In both cases, when the airflow reaches the ends of the manifold tubes 52 and the inner glass tubes 82, the direction of the flow is reversed. In the first case, the air begins flowing within the circular passage of the manifold tube 52 to flow inward to the return passage b2 into the ring defined by the manifold tubes 52 and the glass inner walls 82 of the collector elements 1U. flowed outwardly into the annular spaces, back to the passage k-2 in the circular passage defined by the manifold tubes 52. The air then passes through the passageway 126 of the heat exchanger 122 and releases the heat energy collected within the collector elements 1 aan to the heat exchanger surface 128 and finally to the fluid flowing through the flattened tubes 12h of the heat exchanger * 120. The air 20 is then drawn through the circular opening 108 and through the impeller 10 ^ and recirculates.

In fig. h is ook de afstand tussen naburige collectorelementen te zien die de voorkeur heeft, ofschoon niet noodzakelijk is. Zoals eerder opgemerkt zijn de collectorelemen-25 ten 16 bij voorkeur cirkelvormig van doorsnede. Waar de diameter van hei/collect or element is gegeven als "T" is de optimale bezetting van collectorbuizen en aldus het optimale energieverzamel-rendement gebleken te worden bereikt wanneer de collectorelementen 16 op een afstand uiteen staan die ongeveer gelijk is aan 30 "T". Anders gezegd is de afstand van hart tot hart tussen nabu rige collectorelementen bij voorkeur ongeveer "2T". Echter moet worden opgemerkt dat deze voorkeursafstand niet dient te worden opgevat als een beperking van de uitvinding en evenmin als een absolute waarde die niet moet worden veranderd.Figure h also shows the preferred spacing between adjacent collector elements, although not necessary. As previously noted, the collector elements 16 are preferably circular in cross section. Where the diameter of the pile / collector element is given as "T", the optimum occupation of collector tubes and thus the optimum energy collection efficiency has been found to be achieved when the collector elements 16 are spaced approximately equal to "T" . In other words, the distance from center to center between neighboring collector elements is preferably about "2T". However, it should be noted that this preferred distance should not be construed as a limitation of the invention, nor as an absolute value that should not be changed.

35 Zoals hiervoor opgemerkt is een. gebruikelijke 8200542 Λ - 12 - oplossing tot verbetering van de verdeling en van de warmteoverdracht in bekende luchtbehandelingssystemen in de stand van de techniek geweest het vergroten van de werkdruk in het systeem. Ongelukkigerwijs kunnen pogingen om deze redenering toe 5 te passen op zonne-energie-terugwinsystemen vergezeld gaan van een zo grote toename van de in het systeem in te voeren energie om zodanige vergrote werkdrukken te verkrijgen dat het totale rendement van het systeem kleiner wordt. In de hier beschreven zonne-energiecollector 10 zijn de plaatsen waar de druk daalt 10 en dus turbulentie optreedt met daarmee gepaard een vergrote warmte-overdracht, zorgvuldig zo gekozen dat zij voornamelijk optreden waar warmte moet worden overgedragen en zo kan dus het bedrijf plaatsvinden bij een uitzonderlijk geringe luchtdruk en dienovereenkomstig geringe invoer van energie. Met 15 betrekking tot de collectorelementen 1U moet worden opgemerkt dat de oppervlakken van de doorsneden van de cirkelvormige doorgangen die zijn bepaald door de dunwandige verdelerbuizen 52 en van de ringvormige doorgangen die zijn bepaald door de buitenwand van de verdelerbuizen 52 en de binnenvlakken van de bin-20 nenwanden 82 van de collectorelementen 1U ongelijk van grootte zijn, waarbij het oppervlak van de doorsnede van de eerstgenoemde aanzienlijk groter is. Een dergelijke ongelijkheid van de oppervlakken in doorsnede resulteert in een grotere stroomsnelheid in de ringvormige ruimten en een daarmee gepaard gaande 25 turbulentie die grenslagen tegen het binnenoppervlak en het buitenoppervlak van de ringen verstoort waardoor warmt e-overdracht naar de lucht wordt versterkt. Bijvoorbeeld zal een dunwandige verdelerbuis 52 met een diameter van ongeveer 3,3 cm een binnendoorsnede met een oppervlak van ongeveer 8 cm hebben. 30 Bij concentrische plaatsing binnen de binnenwand 82 van een col- lectorelement 1^ die een binnendiameter van ongeveer U,0 cm heeft, heeft de verkregen ring een dwarsdoorsnede met een op-pervlak van ongeveer k cm , dat wil zeggen ongeveer de helft van het oppervlak van de doorsnede van de binnendoorgang van de 35 verdelerbuis 52. Aldus is niet alleen de lucht in de ring tur- 8200542 - 13 - buienter en daarmee minder geschild: om isolerende grenslagen te vormen, maar treedt het energieverlies en het drukverval dat met de turbulentie gepaard gaat, precies op ter plaatse van •waar de energie wordt toegevoerd en worden aldus de energie-5 winning en het totale rendement aanzienlijk verbeterd.35 As noted above, one. Usual 8200542 van - 12 - solution to improve distribution and heat transfer in known air treatment systems in the prior art has been to increase the operating pressure in the system. Unfortunately, attempts to apply this reasoning to solar energy recovery systems may be accompanied by such an increase in the energy to be introduced into the system to obtain increased operating pressures such that the overall efficiency of the system decreases. In the solar collector 10 described here, the places where the pressure drops 10 and thus turbulence occurs with an associated heat transfer are carefully chosen so that they mainly occur where heat is to be transferred and thus operation can take place at a exceptionally low air pressure and correspondingly low energy input. With regard to the collector elements 1U, it should be noted that the surfaces of the cross-sections of the circular passages defined by the thin-walled distributor tubes 52 and of the annular passages defined by the outer wall of the distributor tubes 52 and the inner surfaces of the inner tubes. Inner walls 82 of the collector elements 1U are of unequal size, the cross-sectional area of the former being considerably larger. Such unevenness of the cross-sectional surfaces results in a greater flow velocity in the annular spaces and an associated turbulence which disrupts boundary layers against the inner and outer surfaces of the rings thereby enhancing heat transfer to air. For example, a thin-walled distribution tube 52 with a diameter of about 3.3 cm will have an inner diameter with a surface of about 8 cm. When placed concentrically within the inner wall 82 of a collector element 11 which has an inner diameter of about 0.4 cm, the obtained ring has a cross section with an area of about k cm, ie about half of the cross-sectional area of the inner passage of the manifold tube 52. Thus, not only is the air in the ring more turbulent and thus less peeled: to form insulating boundary layers, but the energy loss and the pressure drop associated with the turbulence, exactly at the place where the energy is supplied, thus considerably improving energy recovery and overall efficiency.

Verder wordt met betrekking tot de stroom en het drukverval de aandacht gevestigd op de constructie van de warmtewisselaar 120. De langwerpige platen 122 sluiten ongeveer 2/3 deel van het oppervlak van de doorsnede van de uitlaat of 10 terugvoerdoorgang h2 af, waarbij zij de hals van de doorgang 126 bepalen en de luchtstroom smoren. De luchtstroom door de doorgang 126 heen is dus aanzienlijk sneller en turbulenter dan de luchtstroom in andere delen van het verdeelorgaansamenstel 12. Aldus valt opnieuw de plaats van een drukval samen met een 15 plaats waar energie-overdracht plaatsvindt.Furthermore, with regard to the flow and pressure drop, attention is drawn to the construction of the heat exchanger 120. The elongated plates 122 close off about 2/3 part of the cross-sectional area of the outlet or recirculation passage h2, leaving the neck of passage 126 and throttle the airflow. Thus, the air flow through the passage 126 is considerably faster and more turbulent than the air flow in other parts of the manifold assembly 12. Thus, again, the location of a pressure drop coincides with a location where energy transfer takes place.

Een, een geheel vormende lucht/vloeistof zonne-energiecollector die gebruik maakt van een vloeistof als het uiteindelijke warmte-overdrachtsmedium, vertoont ook voordelen wat betreft zijn constructie. De open collector-rij, 20 dat wil zeggen het ontbreken van doorlopende reflector-panelen en/of van beschermende transparante dekplaten, alsmede de cilindervormige buitenoppervlakken van de collectorelementen 1U hebben tot gevolg een zeer geringe aërodynamische afremming en overwegingen met betrekking tot een windbelasting kunnen 25 praktisch achterwege blijven. Een zodanige verkleinde afremming brengt de noodzakelijkheid van grote, zware en kostbare onder-steuningsconstructies die de totale prijs van het zonne-energie-collectorsysteem aanzienlijk kunnen vergroten, tot een minimum terug. Voorts verlaagt het gebruik van het gas, zoals lucht, 30 als het primaire warmtewinningsmedium het gewicht bij bedrijf van de collector, waarmee de afmeting en de prijs van bijbehorende constructie-elementen verder worden verkleind. Dat het secundaire en uiteindelijke warmtewinningsmedium een fluïdum is, zoals water, met een grote soortelijke warmte is eveneens van 35 voordeel. In het bijzonder kan de overdracht van de gewonnen 8200542 - 1U - zonne-energie vanuit de collector 10 naar de plaats waar de energie wordt benut in een gebouw, worden bewerkstelligd door het gebruik van de gebruikelijke pijpen van koper of van de recent ontwikkelde kunststofpijp die goed is geïsoleerd. In een 5 kenmerkend voorbeeld zal een dergelijke pijp een buitendiameter hebben van minder dan 13 mm en zal hij niet dikker zijn dan 2,5 mm bij een juiste isolatie. Deze geringe diameter maakt installatie, in het bijzónder in bestaande gebouwen, een eenvoudige zaak en in het algemeen ongecompliceerd in zoverre de 10 pijpleiding gemakkelijk kan worden gelegd door balken, schotten en wanden zonder onnodige complicatie.A unitary air / liquid solar energy collector using a liquid as the final heat transfer medium also has advantages in construction. The open collector row, ie the absence of continuous reflector panels and / or protective transparent cover plates, as well as the cylindrical outer surfaces of the collector elements 1U result in very little aerodynamic braking and wind load considerations. practically omitted. Such reduced braking minimizes the need for large, heavy and expensive support structures that can significantly increase the total price of the solar collector system. Furthermore, the use of the gas, such as air, as the primary heat recovery medium reduces the operating weight of the collector, further reducing the size and price of associated structural elements. The fact that the secondary and final heat recovery medium is a fluid, such as water, with a high specific heat is also advantageous. In particular, the transfer of the recovered 8200542 - 1U - solar energy from the collector 10 to the place where the energy is utilized in a building can be accomplished by using the conventional copper pipes or the recently developed plastic pipe which is well insulated. In a typical example, such a pipe will have an outer diameter of less than 13 mm and will not be thicker than 2.5 mm with proper insulation. This small diameter makes installation, particularly in existing buildings, a simple matter and generally straightforward in that the pipeline can be easily laid through beams, bulkheads and walls without unnecessary complication.

Eveneens met betrekking tot het warmte-over-drachtsfluïdum dat in de buizen 12k van de warmtewisselaar 120 stroomt, zal het duidelijk zijn dat water een onmiddellijk aan-15 trekkelijke keuze is als gevolg van zijn geringe prijs beschik baarheid, veiligheid en grote soortelijke warmte. Een evenzeer duidelijk bezwaar van het gebruik van water is de gevoeligheid daarvan voor een faseverandering, dat wil zeggen bevriezen en de daarbij behorende volume-uitzetting die water vertoont bij 20 de overgang van de vloeibare fase naar de vaste fase. Het spreekt daarom voorzich dat andere vloeistoffen, zoals glyconen en gly-eol-mengsels in beschouwing moeten worden genomen om te worden gebruikt als een warmtewinningsfluïdum in de collector 10.Also, with regard to the heat transfer fluid flowing into the tubes 12k of the heat exchanger 120, it will be appreciated that water is an immediately attractive choice due to its low price availability, safety and high specific heat. An equally obvious drawback to the use of water is its sensitivity to a phase change, ie freezing, and the associated volume expansion that water exhibits at the transition from the liquid phase to the solid phase. It is therefore obvious that other liquids, such as glycones and glycol mixtures, must be considered to be used as a heat recovery fluid in the collector 10.

Het zal ook duidelijk zijn dat de totale af-25 meting en dus de energie-verzamelcapaciteit van de, een eenheid vormende lucht/vloeistof zonne-energiecollector 10 kenmerkend zal worden bepaald door zijn toepassing. Niettemin wordt voorzien dat de collector 10 kenmerkend J2 collectorelementen 1^ zal omvatten die zijn opgesteld in een paar verspringende rijen van 30 elk 36 elementen. Het aantal zowel als de lengte van de collec torelementen ib kunnen in ruime mate uiteen lopen.It will also be appreciated that the overall size and thus the energy collecting capacity of the unitary air / liquid solar collector 10 will typically be determined by its application. Nevertheless, it is envisioned that collector 10 will typically comprise J2 collector elements 1 ^ arranged in a pair of staggered rows of 36 elements each. The number as well as the length of the collector elements ib can vary widely.

Tenslotte wordt de aandacht gevestigd op de verspringende opstelling van de verdelerbuizen 52 en de collectorelementen 1U. Een dergelijke opstelling vereenvoudigt in 35 aanzienlijke mate de constructie van het verdelerorgaansamen- 8200542 - 1-5 - stel 12, in het hijzonder van het schot 36. In verschillende zonnecollectors volgens de stand van de techniek zijn talloze schotten en doorgangen nodig voor het verdelen van de lucht over de warmtewinningselementen. Een dergelijke ingewikkeldheid 5 naast de hogere prijs van de collector resulteert veelal in een slechte verdeling van de lucht. In de hier beschreven zonne-energiecollector 10 verschaffen twee evenwijdige, praktisch identieke doorgang ko en b2 een rechtstreekse en gelijkmatige luchtverdeling over de collectorelementen 1¾. en de verdelerbui-10 zen 52.Finally, attention is drawn to the staggered arrangement of the distributor tubes 52 and the collector elements 1U. Such an arrangement greatly simplifies the construction of the distributor member assembly 12, especially of the bulkhead 36. In various prior art solar collectors, numerous bulkheads and passages are required to distribute the air over the heat recovery elements. Such a complexity in addition to the higher price of the collector often results in a poor distribution of the air. In the solar collector 10 described here, two parallel, practically identical passages ko and b2 provide a direct and even air distribution over the collector elements 1¾. and the distribution pipes 52.

82005428200542

Claims

1. Air / liquid type solar collector characterized by the combination of a two-pass distributor, a number of evacuated solar collector elements having an inner wall, an elongated hollow member disposed within each of the collector elements, each of the hollow members defining an internal passage communicating with one of the passages in the distribution member and each of the respective collector elements defining an outer passage between the inner wall of the collector element and the elongated member communicating the other passage in the distribution member, and an air / liquid heat exchanger arranged in one of the passages in the distributor.

Solar collector according to claim 1, characterized by a means for circulating air through the collector elements, the hollow members, the passages and the heat exchanger.

3. Solar collector according to claim 1, 20 characterized by a window construction for supporting the distribution member and the collector elements. k. Solar collector according to claim 1, characterized in that the collector elements are arranged in two rows on either side of the distributor in an arrangement in a single plane.

Solar collector according to claim 1, characterized in that the collector elements are cylindrical and arranged in two rows on either side of the distribution element parallel to each other, and that all elements of the one row are displaced laterally with respect to all elements in the other row by a distance approximately equal to their diameter.

6. Solar collector according to claim 1, characterized in that the heat exchanger extends over practically the entire length of one of the passages in the distribution member and comprises elongated members for closing off a part of the width of this passage. J. Air / liquid solar collector, characterized by the combination of a distributor with two adjacent passages, a number of evacuated tube collectors, each of which comprises an elongated collector element with an inner wall and an elongated hollow member in the interior, an inner passage being defined within that hollow member and an outer passage between the hollow member and the inner wall of the collector element, the inner passage of each of the collectors communicating with one of the two passages in the distributor and the outer passages of each of the collectors communicates with the other of the two passages in the distribution means, an air / liquid heat exchanger arranged within one of the two passages in the manifold, and a means for circulating air through the passages, the collectors and the heat exchanger.

8. Air / liquid solar collector according to claim 7, characterized in that the collector elements are cylindrical in shape and are arranged in two rows in one plane on either side of the distribution element and parallel to each other at a distance approximately is equal to the diameter of the elements, and that the elements in one of the rows are offset laterally from the elements in the other row by a distance approximately equal to the diameter.

Air / liquid solar collector according to claim 7, characterized in that the air circulating means comprises an electric motor and a fan and the distributing means comprises means for effecting an even distribution of air within at least one of the two passages in the distributor.

10. Air / liquid solar collector according to claim 7S, characterized in that the heat exchanger comprises a pair of parallel liquid transporting tubes defining an air passage, a member arranged in the air passage for increasing the air flow. heat transfer between air flowing through this air passage, and liquid flowing into the houses, and a means for closing part of the one of the two passages in the distributor in which the heat exchanger is arranged.

Air / liquid solar collector according to claim 7, characterized in that the distribution element comprises an outer jacket and an inner jacket defining between them in a space 10 which space is occupied by an insulating material, a partition which is generally located centrally within the inner jacket and defining the two passages in the manifold, and a plurality of openings for receiving one end of the elongated hollow members.

12. Air / liquid solar collector, characterized by the combination of a distributor with an outer jacket, an inner jacket, a partition generally arranged centrally within the inner jacket and defining two adjacent passages, an air / liquid heat exchanger arranged in one of the passages, an air circulation member, a plurality of evacuated tube collectors each containing an elongated collector element having an inner wall and an outer wall and an elongated hollow member disposed therein and defining an inner passageway within the hollow member as well as an outer passageway between the hollow member and the inner wall of the collector element, the inner passageway of each of the collectors communicating with one of the two passages in the distributor and the outer passageway of each of the collectors communicates with the other 30 of the two passages in the distributor.

Air / liquid solar collector according to claim 12, characterized in that the cross-sectional area of the inner passages is approximately twice the cross-sectional area of the outer passages. 35 1U. Air / liquid solar collector according to claim 12200542-19, characterized in that the elongated hollow members comprise means for generally speaking being coaxial within the inner wall of the collector elements.

Air / liquid solar collector according to claim 12, characterized by a plate insulation arranged between the outer jacket and the inner jacket.

16. Air / liquid solar collector according to claim 7, characterized in that the heat fisher comprises a pair of parallel liquid transporting tubes defining an air passage, a member arranged in the air passage for increasing the air flow. heat transfer between air flowing through the air passage and liquid flowing in the tubes and a means for closing off a portion of one of the two passages in the distribution member within which the heat exchanger is arranged.

Air / liquid solar collector according to claim 12, characterized by a window construction for supporting the distribution element and the collectors.

Air / liquid solar collector according to claim 12, characterized in that the air circulating means comprises an electric motor and an impeller and the distributing means comprises means for amplifying an even distribution of air within at least one of the two passages in the distributor.

Air / liquid solar collector according to claim 12, characterized in that the collector elements are cylindrical and arranged in two rows in a plane on either side of the distribution member, parallel to each other at a distance approximately equal to the diameter of the elements, the elements in one of the rows being offset laterally from the elements in the other row by a distance approximately equal to the diameter. 8200542