<Desc/Clms Page number 1>
Inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte. De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte, meer speciaal op een inrichting van het type dat de uitgestraalde zonneënergie opvangt en omzet in warmteënergie die in een fluïdum, bij voorkeur water, wordt opgeslagen.
Men kent reeds inrichtingen van het voornoemde type waarbij meestal gebruik wordt gemaakt van een warmte absorberend tweedimensionaal oppervlak dat onder een bepaalde hoek met de horizon naar het zuiden wordt opgesteld en waarbij op of boven dit oppervlak een leidingsysteem is aangebracht waar doorheen het te verwarmen water wordt geleid.
Voornoemde bekende inrichtingen voor het kollekteren van zonnewarmte hebben als nadeel dat bij het plaatsen van het warmte absorberend oppervlak steeds veel aandacht moet besteed worden aan een juiste positionering ten opzichte van het zuiden en aan een juiste instelling van de hoek met de horizontale.
Een ander nadeel van de bekende inrichtingen is dat het voornoemd oppervlak, door zijn schuingerichtheid zeer gevoelig is voor windstoten waardoor een stevige verankering van dit oppervlak met de ondergrond noodzakelijk is.
Nog een nadeel van de bekende inrichtingen bestaat erin dat de inrichting, eens deze is opgesteld en verankerd, moeilijk of niet meer te verplaatsen is, wat bij voorbeeld nodig is wanneer reparaties aan het dak moeten uitgevoerd worden.
<Desc/Clms Page number 2>
Tenslotte zij vermeld dat, zulks in tegenstelling tot het kollekteren van zonnewarmte voor tapwater voorziening, waarbij het gedurende de wintermaanden door de lage zonnestand van belang is dat de kollektoren schuin op het zuiden staan gericht, de kollektoren voor het verwarmen van buiten zwembaden beter horizontaal kunnen worden opgesteld, omdat de zon tijdens de zomermaanden en dus tijdens het in gebruik zijn van zwembaden, juist een hoge stand heeft.
In dit verband is de zonnestand ten opzichte van de horizontaal opgestelde kollektoren eveneens van belang, omdat de zon in de wintermaanden opkomt in het zuid-oosten en in het zuid-westen ondergaat, terwijl de buiten zwembaden gedurende de zomer verwarmd moeten worden, tijdens welke periodede zon opkomt tussen oost en noord-oost en ondergaat tussen west en noord-west.
De huidige uitvinding heeft dan ook een inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte als voorwerp die de voornoemde en andere nadelen nagenoeg totaal uitsluit.
Tot dit doel bestaat een inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte in hoofdzaak uit een driedimensionale basis en een gesloten leidingsysteem dat een aanvoerbuis en een afvoerbuis bevat en minstens een leidingbuis die aan haar ene uiteinde aangesloten is op de aanvoerbuis en aan haar andere uiteinde aangesloten is op de afvoerbuis, waarbij de voornoemde leidingbuis op het oppervlak van de voornoemde basis is geplaatst.
Het hoofdkenmerk van zulke inrichting volgens de uitvinding is dat de vorm van de voornoemde driedimensionele basis zodanig gekozen is dat een maximale zonneinwerking wordt bekomen gedurende een maximale tijdsduur, meer speciaal zolang de zon schijnt.
<Desc/Clms Page number 3>
In een voorkeurdragende uitvoering zal deze vorm een bolsegment zijn. ook andere vormen zoals een ovaal bolsegment, een pyramidevorm en dergelijke zijn hiervoor bruikbaar.
De inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte is gemakkelijk verplaatsbaar en praktisch ongevoelig voor windinvloeden. Verder moet tijdens de plaatsing geen rekening gehouden worden met de positionering van de inrichting ten opzichte van de zon.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uivoeringsvormen beschreven van een inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte volgens de uitvinding met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 op schematische wijze een perspektief zieht weergeeft van een inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte volgens de uitvinding ; figuur 2 een bovenaanzicht weergeeft van figuur 1 ; figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens lijn III-III in figuur 2 ; figuur 4 het gebruik weergeeft van een inrichting volgens de uitvinding bij een openluchtzwembad ; figuur 5 een zieht weergeeft van een bijzondere toepassing van de inrichting volgens de uitvinding ; figuur 6 een zieht weergeeft volgens pijl F6 in figuur
5.
Zoals weergegeven in de figuren 1, 2 en 3 bestaat een inrichting volgens de uitvinding voor het kollekteren van zonnewarmte in hoofdzaak uit een driedimensionale basis 1 bij voorkeur in de vorm van een door een plat vlak
<Desc/Clms Page number 4>
afgesneden bolgedeelte of bolsegment met een diameter van bij voorbeeld ongeveer 2, 5 meter, en uit een op de basis 1 aangebracht leidingnet 2.
Dit leidingnet 2 bestaat uit een aanvoerbuis 3 en een afvoerbuis 4, en een aantal, bij voorkeur vier, onafhankelijke leidingen 5-6-7-8 die spiraalsgewijs aan de buitenzijde op het bolsegmentoppervlak van de basis 1 zijn aangebracht en in parallel geschakeld zijn tussen de aanvoerbuis 3 en de afvoerbuis 4.
Met andere woorden zal iedere leiding 5-6-7-8, respektievelijk met zijn ene uiteinde 9-10-11-12 via een koppelelement 13-14-15-16 verbonden zijn met de aanvoerbuis 3 en met zijn andere uiteinde 17-18-19-20 via een koppelelement 21-22-23-24 aangesloten is op de afvoerbuis 4. opgemerkt wordt dat de voornoemde basis 1 niet beperkt is tot de vorm van het voornoemde bolsegment, maar dat het grondvlak van de basis 1 ook een ellips, ovaal, eivorm of dergelijke als grondvlak kan bezitten in plaats van een cirkel of dat de basis 1 de vorm kan bezitten van een pyramide, kegel of dergelijke.
Zowel de aanvoerbuis 3 als de afvoerbuis 4 zijn radiaal en op enige afstand boven het oppervlak van de basis 1 aangebracht waardoor de koppelelementen 13 tot 16 van de aanvoerbuis 3 en de koppelelementen 21 tot 24 van de afvoerbuis 4 vanaf de omtrek van de basis 1 naar het midden van de basis 1 toelopen.
De leidingen 5-6-7-8 zijn spiraalsgewijs op het oppervlak van de basis 1 aangebracht waarbij deze onder de voornoemde aan-en afvoerbuis 3-4 doorlopen.
<Desc/Clms Page number 5>
Bij voorkeur hebben de verschillende leidingen 5-6-7-8 nagenoeg dezelfde lengte zodat elke leiding ongeveer eenzelfde hoeveelheid water kan bevat.
De eerste leiding 5 is bij voorkeur spiraalsgewijs over het bolsegmentoppervlak van de basis 1 naar het midden van de basis gewikkeld waarbij het uiteinde 17 van de voornoemde leiding 5 wordt aangesloten op het koppelelement 21 van de afvoerbuis 4 dat het meest van het midden van de basis 1 verwijderd is.
Vervolgens is de tweede leiding 6 op een zodanige afstand van de eerste leiding 5 op de aanvoerbuis 3 aangesloten, dat de door de tweede leiding 6 gevormde spiraal perfekt aansluit bij de door de eerste leiding 5 gevormde spiraal.
Hetzelfde geldt voor de derde en vierde leiding 7 en 8 waardoor de vier leidingen 5-6-7-8 het volledige bolsegmentoppervlak van de basis 1 bedekken, waarbij de vierde leiding 8, die het meest naar de top van de basis 1 toe is geplaatst, het grootst aantal omwentelingen beschrijft en de eerste leiding 5, die het verst van de top van de basis 1 is verwijderd het minst aantal omwentelingen bezit.
Bij voorkeur zijn de leidingen 5-6-7-8 en het bolsegmentoppervlak van de basis 1 zwart uitgevoerd waardoor een maximale absorptie van de zonnestraling wordt bekomen die kan worden omgezet in warmte.
De leidingen zijn vervaardigd uit een buigzaam materiaal, meer speciaal kunststof.
<Desc/Clms Page number 6>
Ook de basis 1 is bij voorkeur vervaardigd uit kunststof waardoor de inrichting volgens de uitvinding weinig of geen onderhoud vergt en een lange levensduur bezit.
Verder is de basis 1 aan de buitenzijde nog voorzien van een aantal, bij voorbeeld tien, radiaal op het oppervlak van de basis aangebrachte klemmiddelen 25 die de voornoemde leidingen 5 tot 8 tegen het oppervlak van de basis 1 aandrukken en waarbij deze klemmiddelen 25 bestaan uit twee spanringen 26-27 die, enerzijds, en, anderzijds van de leidingen 5 tot 8 op de basis 1 zijn bevestigd en uit gebogen spanlatten 28 die in de paren spanringen 26-27 worden bevestigd.
De werking van een inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte volgens de uitvinding is eenvoudig en als volgt.
Door de driedimensionale vorm en meer speciaal de bolsegmentvorm van de basis 1 heeft de zonnestraling op elk moment van de dag een optimale invalshoek ten opzichte van het grootste deel van de leidingen 5 tot 8 waardoor de inrichting een hoog rendement bezit.
Alhoewel door het gebruik van een andere vorm dan de bolsegmentvorm de zonnestraling niet op elk moment van de dag de optimale invalshoek ten opzichte van de leidingen zal bezitten waardoor de efficiëntie van een inrichting met een kegel-of pyramidevorm iets lager zal liggen dan deze van de voornoemde bolsegmentvorm, zal ook met deze vormen een goed rendement worden bekomen.
Ook doordat de leidingen 5 tot 8 zijn aangebracht op een volledig gesloten basis 1, kunnen deze niet aan de achterzijde afkoelen door langsstrijkende wind waardoor de doelmatigheid van de inrichting eveneens wordt verhoogd.
<Desc/Clms Page number 7>
In figuur 4 is een specifieke toepassing van een inrichting volgens de uitvinding weergegeven, namelijk voor het verwarmen van het water van een openluchtzwembad 29.
Het te verwarmen water wordt in deze uitvoering uit het openluchtzwembad 29 door middel van een pomp 30 via de aanvoerbuis 3 in de vier leidingen 5-6-7-8 van de inrichting geleid welke door hun zwarte kleur een hoge absortie van zonnestralen en meer speciaal van stralen met een korte golflengte bezitten waarbij deze ingestraalde energie wordt omgezet in warmteënergie of met andere woorden wordt omgezet in een temperatuursverhoging van het water.
Het water uit de verschillende leidingen 5 tot 8 wordt vervolgens via de afvoerbuis 4 en via een kanalisatie 31 terug naar het openluchtzwembad 29 gevoerd.
Het geheel kan hierbij elektronisch gestuurd worden door een verwerkingseenheid 32, waarbij voortdurend met behulp van voelers 33 en 34 de temperatuur van het badwater wordt vergeleken met de temperatuur van het water in de inrichting. Wanneer dit temperatuursverschil een bepaalde drempel overschrijdt zal de verwerkingseenheid 32, de pomp 30 in werking stellen waardoor het relatief warme water uit de inrichting naar het openluchtzwembad 29 wordt gepompt en een deel van het relatief koude water uit het openluchtzwembad 29 in de inrichting wordt gepompt.
Het is duidelijk dat, in funktie van de hoeveelheid water in het openluchtzwembad 29, meerdere inrichtingen volgens de uitvinding aan een verwerkingseenheid 32 kunnen gekoppeld worden.
<Desc/Clms Page number 8>
Zoals weergegeven in de figuren 1 en 4 is een inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte volgens de uitvinding gemakkelijk te integreren in de omgeving. Zo kan men de inrichting rechtstreeks op de grond plaatsen of kan deze geplaatst worden op een plat dak, een pergola of dergelijke.
In figuur 5 is nog een uitvoeringsvariante weergegeven van een inrichting volgens de uitvinding.
Hierbij is de basis 1 op een vertikale steun 35 geplaatst waardoor een zonnescherm wordt gevormd. Voor een esthetisch uitzicht worden zowel de aan-als de afvoerbuis 3 en 4 door de steun 35 in de grond geleid.
Zoals weergegeven in figuur 6 kan deze inrichting aan de onderzijde nog bijkomend voorzien zijn van een aantal lampen 36 en/of ventilatoren 37 waardoor onder de inrichting een ideaal klimaat wordt geschapen.
Het is vanzelfsprekend dat de huidige uitvinding geenszins beperkt is tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch zulke inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
Zo kan de vorm van de basis 1 sterk verschillen van de reeds hiervoor vermelde vormen zoals voorgesteld in de figuren of kunnen de toepassingen sterk verschillen van de in de figuren 4 en 5 voorgestelde toepassingen.
Uit het voorgaande is het duidelijk dat een inrichting voor het kollekteren van zonnewarmte de voornoemde en andere nadelen van de bekende inrichtingen verminderd of nagenoeg uitsluit door bij voorbeeld de gemakkelijke
<Desc/Clms Page number 9>
verplaatsbaarheid, de gemakkelijke plaatsing, het hoog rendement en de onderhoudsvriendelijkheid.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for collecting solar heat. The invention relates to a device for the collection of solar heat, more particularly to a device of the type that collects the radiated solar energy and converts it into heat energy which is stored in a fluid, preferably water.
Devices of the aforementioned type are already known, in which usually use is made of a heat-absorbing two-dimensional surface which is arranged at a certain angle to the horizon to the south and in which a pipe system is arranged on or above this surface through which the water to be heated is led.
The aforementioned known devices for the collection of solar heat have the drawback that, when placing the heat-absorbing surface, a great deal of attention must always be paid to correct positioning with respect to the south and to correct adjustment of the angle with the horizontal.
Another drawback of the known devices is that the aforementioned surface is very sensitive to wind gusts due to its tilting direction, so that a firm anchoring of this surface with the ground is necessary.
Another drawback of the known devices is that the device, once it has been set up and anchored, is difficult or impossible to move, which is necessary, for example, when repairs have to be carried out on the roof.
<Desc / Clms Page number 2>
Finally, it should be noted that, in contrast to the collection of solar heat for tap water supply, where during the winter months it is important due to the low sun position that the collectors are oriented diagonally to the south, the collectors for heating outdoor swimming pools are better horizontal because the sun has a high position during the summer months and therefore when swimming pools are in use.
In this context, the position of the sun relative to the horizontally arranged collectors is also important, because the sun rises in the south-east during the winter months and sets in the south-west, while the outdoor pools have to be heated during the summer, during which period the sun rises between east and north-east and sets between west and north-west.
The present invention therefore has a device for collecting solar heat as an object which virtually completely excludes the aforementioned and other drawbacks.
To this end, a device for the collection of solar heat mainly consists of a three-dimensional base and a closed pipe system comprising a supply pipe and a discharge pipe and at least one pipe pipe connected at one end to the supply pipe and connected at its other end to the discharge tube, said lead tube being placed on the surface of said base.
The main feature of such a device according to the invention is that the shape of the aforementioned three-dimensional base is chosen such that a maximum solar effect is obtained during a maximum period of time, more specifically as long as the sun shines.
<Desc / Clms Page number 3>
In a preferred embodiment, this shape will be a spherical segment. other shapes such as an oval sphere segment, a pyramid shape and the like can also be used for this.
The device for the collection of solar heat is easily movable and practically insensitive to wind influences. Furthermore, the positioning of the device relative to the sun must not be taken into account during the installation.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, some preferred embodiments of an apparatus for the collection of solar heat according to the invention are described below, by way of example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows schematically manner represents a perspective view of a device for collecting solar heat according to the invention; figure 2 represents a top view of figure 1; figure 3 represents a section according to line III-III in figure 2; figure 4 shows the use of a device according to the invention at an outdoor swimming pool; figure 5 shows a view of a special application of the device according to the invention; figure 6 represents a view according to arrow F6 in figure
5.
As shown in Figures 1, 2 and 3, a device according to the invention for collecting solar heat mainly consists of a three-dimensional base 1, preferably in the form of a flat surface
<Desc / Clms Page number 4>
cut off spherical part or spherical segment with a diameter of, for example, about 2.5 meters, and from a pipe network fitted on the base 1.
This pipe network 2 consists of a supply pipe 3 and a discharge pipe 4, and a number of, preferably four, independent pipes 5-6-7-8, which are arranged spiral-wise on the outside of the spherical segment surface of the base 1 and are connected in parallel between the supply pipe 3 and the discharge pipe 4.
In other words, each pipe 5-6-7-8, with its one end 9-10-11-12, respectively, will be connected via a coupling element 13-14-15-16 to the supply pipe 3 and to its other end 17-18 -19-20 is connected via a coupling element 21-22-23-24 to the discharge pipe 4. it is noted that the aforementioned base 1 is not limited to the shape of the aforementioned spherical segment, but that the base of the base 1 is also an ellipse , oval, ovoid or the like may have a base instead of a circle or the base 1 may be in the form of a pyramid, cone or the like.
Both the supply pipe 3 and the discharge pipe 4 are arranged radially and at some distance above the surface of the base 1, so that the coupling elements 13 to 16 of the supply pipe 3 and the coupling elements 21 to 24 of the discharge pipe 4 are from the circumference of the base 1 to the center of the base 1.
The pipes 5-6-7-8 are spirally mounted on the surface of the base 1, passing under the aforementioned supply and discharge pipe 3-4.
<Desc / Clms Page number 5>
Preferably, the different pipes 5-6-7-8 are of substantially the same length so that each pipe can contain about the same amount of water.
The first conduit 5 is preferably spirally wound over the spherical segment surface of the base 1 towards the center of the base, the end 17 of the aforementioned conduit 5 being connected to the coupling element 21 of the discharge tube 4 which is most of the center of the base 1 has been removed.
Subsequently, the second pipe 6 is connected to the supply pipe 3 at a distance from the first pipe 5, so that the spiral formed by the second pipe 6 perfectly matches the spiral formed by the first pipe 5.
The same applies to the third and fourth lines 7 and 8 whereby the four lines 5-6-7-8 cover the entire spherical segment surface of the base 1, with the fourth line 8 positioned most towards the top of the base 1 , describes the greatest number of revolutions, and the first conduit 5 furthest from the top of the base 1 has the least number of revolutions.
The pipes 5-6-7-8 and the spherical segment surface of the base 1 are preferably made black, so that a maximum absorption of the solar radiation is obtained, which can be converted into heat.
The pipes are made of a flexible material, more special plastic.
<Desc / Clms Page number 6>
The base 1 is also preferably made of plastic, so that the device according to the invention requires little or no maintenance and has a long service life.
The base 1 is furthermore provided on the outside with a number of clamping means 25, for example ten, arranged radially on the surface of the base, which press the aforementioned pipes 5 to 8 against the surface of the base 1 and wherein these clamping means 25 consist of two clamping rings 26-27, on the one hand, and, on the other hand, of the pipes 5 to 8 fixed on the base 1 and of curved clamping strips 28 which are fixed in the pairs of clamping rings 26-27.
The operation of an apparatus for the collection of solar heat according to the invention is simple and as follows.
Due to the three-dimensional shape and more particularly the spherical segment shape of the base 1, the solar radiation has an optimum angle of incidence at any time of the day with respect to most of the lines 5 to 8, so that the device has a high efficiency.
Although the use of a shape other than the spherical segment shape, the solar radiation will not have the optimum angle of incidence with respect to the pipes at any time of the day, so that the efficiency of a device with a conical or pyramid shape will be slightly lower than that of the the aforementioned spherical segment shape, a good efficiency will also be obtained with these shapes.
Also, because the pipes 5 to 8 are mounted on a completely closed base 1, they cannot cool down at the rear by passing wind, so that the efficiency of the device is also increased.
<Desc / Clms Page number 7>
Figure 4 shows a specific application of a device according to the invention, namely for heating the water of an open-air swimming pool 29.
The water to be heated in this embodiment is led from the open-air swimming pool 29 by means of a pump 30 via the supply pipe 3 into the four pipes 5-6-7-8 of the device, which, due to their black color, have a high absorption of the sun's rays and more particularly of rays of short wavelength where this irradiated energy is converted into heat energy or in other words is converted into an increase in temperature of the water.
The water from the various pipes 5 to 8 is then fed back to the open-air swimming pool 29 via the discharge pipe 4 and via a channel 31.
The whole can here be electronically controlled by a processing unit 32, whereby the temperature of the bath water is continuously compared with the temperature of the water in the device with the aid of sensors 33 and 34. When this temperature difference exceeds a certain threshold, the processing unit 32 will activate the pump 30, whereby the relatively warm water is pumped from the device to the open-air swimming pool 29 and part of the relatively cold water from the open-air swimming pool 29 is pumped into the device.
It is clear that, in function of the amount of water in the open-air swimming pool 29, several devices according to the invention can be coupled to a processing unit 32.
<Desc / Clms Page number 8>
As shown in Figures 1 and 4, a solar thermal collector device according to the invention is easy to integrate into the environment. For example, the device can be placed directly on the ground or it can be placed on a flat roof, a pergola or the like.
Figure 5 shows another embodiment variant of a device according to the invention.
The base 1 is placed on a vertical support 35, whereby a sunshade is formed. For an aesthetic appearance, both the supply and discharge pipes 3 and 4 are guided through the support 35 into the ground.
As shown in figure 6, this device can additionally be provided with a number of lamps 36 and / or fans 37 at the bottom, as a result of which an ideal climate is created under the device.
It goes without saying that the present invention is by no means limited to the embodiments described above and shown in the figures, but such a device for the collection of solar heat can be realized in various shapes and sizes, without departing from the scope of the invention.
Thus, the shape of the base 1 may be very different from the aforementioned shapes as shown in the figures or the applications may be very different from the applications shown in figures 4 and 5.
From the foregoing, it is clear that a solar heat collector device mitigates or substantially eliminates the aforementioned and other drawbacks of the known devices by, for example, the convenient
<Desc / Clms Page number 9>
movability, easy installation, high efficiency and ease of maintenance.