Accumulateur de chaleur.
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leur utilisant de la terre comme agent d'accumulation et pourvu de moyens servant à Introduire de l'énergie thermique dans la terre à partir d'un récepteur d'énergie et de moyens servant à
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mateur d'énergie.
Dans le cadre des efforts effectués pour mieux utiliser les sources d'énergie et pour exploiter des sources d'énergie qui, jusqu'à présent, n'étaient pas utilisées ou n'étaient utilisées qu'avec un faible rendement, on s'est à nouveau heurté à l'énergie rayonnante émise par le soleil. Cette énergie est captée au moyen de collecteurs solaires. A l'aide de cette énergie, on chauffe un agent liquide, dans le cas technologique le plus simple de l'eau. Les frais de fonctionnement d'un collecteur solaire sont peu élevés. Les difficultés résident cependant dans
le fait que l'ensoleillement qui détermine la quantité d'énergie solaire captée varie fortement selon un rythme journalier et saisonnier et ne correspond pas aux besoins du moment., C'est pourquoi on a besoin d'un accumulateur de chaleur. On connaît des accumulateurs de chaleur à base chimique, des accumulateurs dans lesquels de l'énergie est accumulée sous forme d'eau chaude, et encore d'autres accumulateurs dans lesquels on utilise simplement de la terre comme agent d'accumulation. La terre est un agent d'accumulation intéressant car elle ne coûte pratiquement rien et sa capacité thermique est égale environ à 1,8 fois celle de l'eau.
De tels accumulateurs de chaleur à terre destinés au chauffage des maisons d'habitation sont installés dans le jardin
ou simplement au voisinage de la maison à chauffer. Pour diverses raisons, notamment à cause d'une mauvaise isolation et à cause du
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l'accumulateur et hors de ce dernier, les accumulateurs de chaleur à terre connus sont nécessairement très volumineux. Il faut donc extraire par cavage une grande quantité de terre pour mettre
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occasionne beaucoup de frais. A cela s'ajoute le fait que l'aire disponible autour d'une maison ou le terrain appartenant à cette maison est limité. Avec les accumulateurs de chaleur à terre connus, une accumulation de l'énergie solaire à partir de la période de plein ensoleillement en été jusqu'à la période de consommation maximum en hiver, n'est possible que moyennant des <EMI ID=5.1>
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effet, un accumulateur de chaleur du type décrit plus haut et conforme à l'invention est caractérise en ce qu'un circuit tubalaire primaire raccordé au récepteur d'énergie et ayant la forma d'un serpentin est passé au travers de la terre, un circuit tubalaire secondaire raccordé au dispositif consommateur d'énergie et ayant la forme d'un serpentin disposé à courte distance du serpentin du circuit tubulaire primaire est également passé au travers de la terre et une enveloppe en matière calorifuge enferme les serpentins et est espacée de ceux-ci vers le haut et sur les cotés.
L'énergie rayonnante du soleil captée, par exemple, au moyen d'un collecteur solaire est envoyée ou introduite dans la
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ple par de l'eau qui y circule à une température quelconque com-
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serpentins enterrés, la chaleur se propage dans la terre et la Chauffe. Ce chauffage se produit à l'intérieur de la zone enfer-
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me dépend de l'importance du dispositif- consommateur d'énergie ou de l'habitation à chauffer selon ses
besoins saisonniers, de la grandeur des récepteurs d'énergie ou des collecteurs solaires et de la structure locale et de la formation de la terre. Dans des conditions idéales, la terre est portée à la température maximum du circuit tubulaire primaire. L'énergie ainsi accumulée est prélevée selon les besoins par le circuit tubulaire secondaire. Les deux circuits tubulaires présentent des robinets ou des valves qui sont ouverts ou fermés chacun selon l'ensoleillement et la consommation de chaleur. A la fin d'une période de chauffage dans les derniers mois d'hiver, la température de la terre entourée par l'enveloppe est fortement tombée. Avec une température qui n'est plus que légèrement supé- <EMI ID=12.1>
par l'intermédiaire d'une thermopompe.
Le rendement de l'accumulateur de chaleur à terre conforme à l'invention est élevé. Aucune perte ne se produit lors
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terre au circuit secondaire. L'énergie accumulée est retenue par l'enveloppe en matière calorifuge. Elle empêche la chaleur de s'échapper vers le haut et vers les cotés. Elle est ouverte vers . le bas. Corme la chaleur monte également dans la terre et que, dans l'espace enfermé par l'enveloppe, la terre est plus chaude
en haut qu'en bas, peu ou pas de chaleur du tout ne s'échappe vers le bas.
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réception des serpentins des circuits tubulaires primaire et secondaire et de l'enveloppe. La masse de terre formant l'accumulateur de chaleur proprement dit et qui présente le plus grand volume rente dana son emplacement initial et n'est ni extraite par cavage, ni traitée de quelque manière que ce soit. Les frais de fabrication d'un accumulateur de chaleur à terre conforme à l'invention sont par conséquent extrêmement réduits comparés en particulier aux frais de fabrication des accumulateurs de chaleur à terre
Les circuits tubulaires sont formés de tubes ou d'un tuyau flexible en métal ou en matière plastique. Les serpentins
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<EMI ID=21.1> dans sa partie supérieure. D'une manière correspondante, sa partie inférieure est chauffée au minimum. Ceci limite les fuites de chaleur vers le bas par l'extrémité ouverte de l'enveloppe. On réduit ainsi également les pertes occasionnées par migration de la chaleur. Du fait que, dans le serpentin du circuit secondaire, la circulation s'effectue de bas en haut, l'agent qui circule dans ce circuit, par exemple de l'eau, atteint sa température maximum à sa sortie .
Dans une forme d'exécution avantageuse, les supports avec les serpentins de l'un ou des deux circuits tubulaires sont noyés ou bétonnés sous la forme d'une plaque dans une masse solide thermoconductrice. Les supports et les serpentins sont ainsi supportés mécaniquement et sont protégés contre les détériorations. Simultanément, ceci empêche des poches d'air de se former entre les serpentins et la terre et améliore la transmission de la chaleur. Finalement, de telles plaques contenant les supports
et les serpentins sont faciles à transporter et à mettre en terre. Une telle plaque a, par exemple, 10 cm d'épaisseur.
Plusieurs plaques sont de préférence Installées à distance les unes des autres en dessous d'une enveloppe commune faite de la matière thermo-isolante. A titre d'indication approximative, on peut dire que, par exemple, quatre plaques sont installées
les unes à côté des autres sur une longueur de quelques 10 à
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Le montage de l'accumulateur de chaleur conforme à l'invention peut être réalisé d'une manière simple dans une forme d'exécution avantageuse si on insère ou on descend la plaque ou les plaques dans des tranchées creusées dans la terre. Ces tranchées ont une largeur de quelques 20 à 30 cm et peuvent être creusées au moyen d'outils de cavage spéciaux.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention, la ou les plaques et ainsi les faces supérieures des tranchées sont dis-
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les tranchées ont une longueur ou une profondeur de l'ordre de quelques mètres. Avant de creuser les tranchées et d'insérer les plaquer on commence par enlever la couche supérieure ou fertile de la terre jusqu'à une profondeur de 20 à 100 cm, puis on creuse les tranché"! proprement dites, on y insère les plaques, on forme <EMI ID=25.1> la couverture ou le dessus de l'enveloppe faite d'une matière calorifuge, puis on comble la fosse au moyen de la terre fertile précédemment enlevée.
Pour la construction de l'enveloppe, on creuse également des tranchées comme pour la construction ou l'insertion des plaques. L'enveloppe est mise en terre d'un seul bloc ou bien les tranchées sont remplies d'une matière calorifuge. A cet effet on peut utiliser, entre autres, des matières plastiques expansées, des fibres minérales, de la perlite soufflée, de la pierre ponce etc. La couverture de l'enveloppe est plus épaisse que ses parois latérales. Ceci est motivé par le fait que la chaleur a davantage tendance à s'échapper vers le haut que vers les cotés.
Vers le bas, l'enveloppe s'étend au-delà des bords inférieurs des plaques. Ceci empêche les fuites de chaleur vers le bas ainsi que vers le bas et latéralement. L'enveloppe est ouverte vers le bas.
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ci-après, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé, dans lequel :
la Fig. 1 est une vue de coté schématique de l'accumulateur de chaleur en coupe,
la Fig. 2 est une vue du dessus suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1, et
la Fig. 3 est une vue de cote d'une plaque suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1.
Les figures illustrent la terre en pointillé. En dessous de sa surface 12 se trouve l'enveloppe avec sa couverture
ou son dessus Il+ et ses parois latérales 16. Dans la forme d'exécution représentée, l'enveloppe enferme quatre plaques 18. Dans le cas présent, chaque plaque 18 contient un support, non repré-
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circuit tubulaire 20 et sur la face, antérieure duquel est monté le circuit tubulaire secondaire 22. Ces circuits forment des serpentins sur le support. La Fig. 3 montre que l'extrémité d'entrée ou alimentation, du circuit primaire 20 se trouve en haut et son extrémité de sortie ou retour se trouve en bas. Dans
le circuit tubulaire secondaire 22, l'extrémité d'entrée ou
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se trouve en haut.
Pour bâtir l'accumulateur de chaleur à terre conforme à l'invention, on enlève de la terre jusque la profondeur prévue
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les 16 de l'enveloppe et pour les plaques 18. On descend ensuite
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rales 16 de l'enveloppe en terre ou bien, on remplit les tranchées de matière isolante. On ajoute ensuite un peu de terre, puis on forme la couverture 14 de l'enveloppe. En dernier lieu, on comble la fosse avec de la terre ordinaire ou fertile jusqu'au niveau de la surface initiale 12. On raccorde alors le circuit tabulaire primaire 20 et le circuit tubulaire secondaire 22 de chaque plaque. L'accumulateur de chaleur à terre conforme à l'invention est glas' prêt à fonctionner.
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calorifuge enferme les serpentins ' et en est espacée vers le haut
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Heat accumulator.
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them using earth as an accumulating agent and provided with means for introducing thermal energy into the earth from an energy receiver and means for
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energy matrix.
As part of the efforts to make better use of energy sources and to exploit energy sources which, until now, were not used or were used only with low efficiency, we again collided with the radiant energy emitted by the sun. This energy is captured by solar collectors. Using this energy, a liquid agent is heated, in the simplest technological case of water. The running costs of a solar collector are low. The difficulties, however, lie in
the fact that the sunshine which determines the quantity of solar energy collected varies greatly according to a daily and seasonal rhythm and does not correspond to the needs of the moment., This is why we need a heat accumulator. There are known chemical-based heat accumulators, accumulators in which energy is stored in the form of hot water, and still other accumulators in which earth is simply used as an accumulation agent. Earth is an interesting storage agent because it costs practically nothing and its heat capacity is approximately 1.8 times that of water.
Such onshore heat accumulators for heating residential houses are installed in the garden
or simply in the vicinity of the house to be heated. For various reasons, in particular because of poor insulation and because of the
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the accumulator and out of the latter, known land-based heat accumulators are necessarily very bulky. It is therefore necessary to excavate a large quantity of soil to put
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causes a lot of expense. Added to this is the fact that the area available around a house or the land belonging to that house is limited. With known land-based heat accumulators, an accumulation of solar energy from the period of full sunshine in summer to the period of maximum consumption in winter, is only possible with <EMI ID = 5.1>
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Indeed, a heat accumulator of the type described above and in accordance with the invention is characterized in that a primary tubal circuit connected to the energy receiver and having the form of a coil is passed through the earth, a secondary tubal circuit connected to the energy consuming device and having the form of a coil arranged at a short distance from the coil of the primary tubular circuit is also passed through the earth and a heat-insulating material envelope encloses the coils and is spaced from them - here upwards and on the sides.
The radiant energy of the sun captured, for example, by means of a solar collector is sent or introduced into the
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ple by water circulating therein at any temperature com-
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buried coils, the heat is propagated in the earth and the heater. This heating occurs inside the hell zone.
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depends on the size of the energy-consuming device or the home to be heated according to its
seasonal needs, the size of the energy receptors or solar collectors and the local structure and formation of the earth. Under ideal conditions, the earth is brought to the maximum temperature of the primary tubular circuit. The energy thus accumulated is taken as required by the secondary tubular circuit. The two tubular circuits have taps or valves which are each open or closed depending on the amount of sunshine and the heat consumption. At the end of a heating period in the last winter months, the temperature of the earth surrounded by the envelope fell sharply. With a temperature which is only slightly higher- <EMI ID = 12.1>
via a heat pump.
The efficiency of the land-based heat accumulator according to the invention is high. No loss occurs when
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earth to the secondary circuit. The accumulated energy is retained by the envelope of heat-insulating material. It prevents heat from escaping upwards and to the sides. It is open to. the bottom. As the heat also rises in the earth and that, in the space enclosed by the envelope, the earth is warmer
at the top than at the bottom, little or no heat at all escapes downwards.
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reception of the coils of the primary and secondary tubular circuits and of the casing. The mass of earth forming the heat accumulator proper and which has the largest volume rents in its initial location and is neither excavated nor treated in any way. The manufacturing costs of a land-based heat accumulator according to the invention are therefore extremely low compared in particular to the manufacturing costs of land-based heat accumulators.
Tubular circuits are formed of tubes or a flexible pipe made of metal or plastic. Streamers
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<EMI ID = 21.1> in its upper part. Correspondingly, its lower part is heated to a minimum. This limits heat leakage down through the open end of the casing. This also reduces the losses caused by heat migration. Due to the fact that, in the coil of the secondary circuit, the circulation takes place from bottom to top, the agent which circulates in this circuit, for example water, reaches its maximum temperature at its outlet.
In an advantageous embodiment, the supports with the coils of one or both tubular circuits are embedded or concreted in the form of a plate in a solid thermally conductive mass. The supports and the coils are thus mechanically supported and are protected against damage. At the same time, this prevents air pockets from forming between the coils and the ground and improves heat transmission. Finally, such plates containing the supports
and the coils are easy to transport and plant. Such a plate is, for example, 10 cm thick.
Several plates are preferably installed at a distance from each other below a common envelope made of the heat-insulating material. As a rough indication, we can say that, for example, four plates are installed
next to each other over a length of some 10 to
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The mounting of the heat accumulator according to the invention can be carried out in a simple manner in an advantageous embodiment if the plate or plates are inserted or lowered into trenches dug in the earth. These trenches are some 20 to 30 cm wide and can be dug using special digging tools.
In another embodiment of the invention, the plate (s) and thus the upper faces of the trenches are separated.
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the trenches have a length or a depth of the order of a few meters. Before digging the trenches and inserting them, we start by removing the top or fertile layer of the earth to a depth of 20 to 100 cm, then we dig the trenches "! Proper, we insert the plates, form <EMI ID = 25.1> the cover or the top of the envelope made of a heat insulating material, then fill the pit with the fertile soil previously removed.
For the construction of the envelope, we also dig trenches as for the construction or the insertion of the plates. The envelope is buried in a single block or the trenches are filled with heat insulating material. For this purpose one can use, among others, foamed plastics, mineral fibers, blown perlite, pumice stone etc. The envelope cover is thicker than its side walls. This is motivated by the fact that heat tends to escape more upwards than to the sides.
Downward, the casing extends beyond the lower edges of the plates. This prevents heat leakage downwards as well as downwards and sideways. The envelope is open at the bottom.
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below, by way of example, with reference to the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 is a schematic side view of the heat accumulator in section,
Fig. 2 is a top view taken along line 2-2 of FIG. 1, and
Fig. 3 is a side view of a plate taken along line 3-3 of FIG. 1.
The figures illustrate the earth in dotted lines. Below its surface 12 is the envelope with its cover
or its top II + and its side walls 16. In the embodiment shown, the casing encloses four plates 18. In the present case, each plate 18 contains a support, not shown.
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tubular circuit 20 and on the front face of which is mounted the secondary tubular circuit 22. These circuits form coils on the support. Fig. 3 shows that the inlet or supply end of the primary circuit 20 is at the top and its outlet or return end is at the bottom. In
the secondary tubular circuit 22, the inlet end or
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is at the top.
To build the heat accumulator on land according to the invention, the earth is removed to the depth provided
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the 16 of the envelope and for the plates 18. We then descend
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rales 16 of the earthen casing or else, the trenches are filled with insulating material. A little soil is then added, then the cover 14 of the envelope is formed. Finally, the pit is filled with ordinary or fertile earth up to the level of the initial surface 12. The primary tubular circuit 20 and the secondary tubular circuit 22 of each plate are then connected. The land-based heat accumulator according to the invention is ready for operation.
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thermal insulation encloses the coils and is spaced from them upwards
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