CH620757A5 - - Google Patents
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Abstract
Description
620757 620757
2 2
RIVENDICAZIONI
1. Collettore di radiazione solare caratterizzato dal fatto di avere il pannello assorbitore costituito da una lastra ante-rore (2) termo-conduttrice ondulata, collegata posteriormente ad un'altra lastra (3) in modo da formare una fitta serie di canalini nei quali scorre il fluido scambiatore di calore. 1. Solar radiation collector characterized in that it has the absorber panel made up of a corrugated heat-conducting front sheet (2), connected posteriorly to another sheet (3) so as to form a dense series of channels in which the heat exchanger fluid flows.
2. Collettore di radiazione solare secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le ondulazioni della lastra anteriore del pannello assorbitore di calore hanno una sagomatura tale che quella porzione di radiazione solare che cade su ciascuna ondulazione e che da essa viene successivamente riflessa, venga a cadere per una gran parte sull'ondulazione adiacente. 2. Solar radiation collector according to claim 1 characterized in that the undulations of the front plate of the heat-absorbing panel have a shape such that that portion of solar radiation which falls on each corrugation and which is subsequently reflected from it, falls for a large part on the adjacent ripple.
3. Collettore di radiazione solare secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzato dal fatto che la sagomatura delle ondulazioni anzidette è tale per cui la reirradiazione di ciascuna di esse ricade per circa il sessanta per cento sulla superficie della ondulazione adiacente. Solar radiation collector according to claims 1 and 2, characterized in that the shaping of the aforementioned corrugations is such that the re-radiation of each of them falls for about sixty percent on the surface of the adjacent corrugation.
4. Collettore di radiazione solare secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la lastra termo-conduttrice ondulata ha il 90% della facciata opposta a quella attiva lambita dal fluido convettore del calore per cui non sussistono zone di essa ad alto livello di temperatura rispetto al fluido. 4. Solar radiation collector according to the preceding claims, characterized in that the corrugated heat-conducting sheet has 90% of the opposite face to the active one lapped by the heat convector fluid so that there are no areas of it at a high temperature level with respect to the fluid.
5. Collettore secondo le rivendicazioni da 1 a 4 caratterizzato da ciò che ciascuna ondulazione ha sezione trasversale trapezoidale e il vano compreso tra una ondulazione e l'adiacente ha la stessa sezione trapezoidale ma capovolta. Manifold according to claims 1 to 4 characterized in that each corrugation has a trapezoidal cross section and the space between one corrugation and the adjacent one has the same trapezoidal section but upside down.
6. Collettore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato da ciò che detta lastra posteriore (3) è piana ed è saldata a quella anteriore. Manifold according to claim 1 characterized in that said rear plate (3) is flat and welded to the front one.
7. Collettore di energia solare secondo le rivendicazioni da 1 a 6 caratterizzato dal fatto che la lastra trasparente antistante il pannello assorbitore di calore per proteggerlo e per formare «l'effetto serra», è realizzata in leggero materiale plastico anziché in vetro, ed è tale da formare un coperchio unico trasparente sagomato che chiuda una analoga scatola posteriore contenente il pannello e l'isolante termico posteriore. Solar energy collector according to claims 1 to 6, characterized in that the transparent sheet in front of the heat-absorbing panel to protect it and to form the "greenhouse effect" is made of light plastic instead of glass, and is such as to form a single transparent shaped cover which closes a similar rear box containing the panel and the rear thermal insulation.
8. Collettore di energia solare secondo le rivendicazioni da 1 a 7 caratterizzato da ciò che dopo il bocchettone di ingresso (7), del fluido convettore, è disposta una camera (9 fig. 4a) che immette nei canali definiti dalle lastre (2, 3), per attenuare l'energia cinetica del fluido in arrivo. Solar energy collector according to claims 1 to 7 characterized in that after the inlet union (7) of the convector fluid, a chamber (9 fig. 4a) is placed which leads into the channels defined by the plates (2, 3), to attenuate the kinetic energy of the incoming fluid.
Nella maggioranza delle realizzazioni industriali di assorbitori piani di energia solare (comunemente chiamati «collettori solari») adibiti a riscaldamento diretto di fluidi, si può notare uno scarso rendimento, sia quando l'angolo di incidenza dei raggi solari è di valore «zero» ossia quando i raggi incidono normalmente alla superficie attiva, sia quando l'angolo di incidenza aumenta e si avvicina al valore di 90°. Anzi, per un valore dell'angolo di incidenza dai 30° in su, il rendi-mendo scende nettamente e rapidamente fino a zero. In altre parole il rendimento degrada, per angoli sempre maggiori, molto più di quanto ci sia da aspettarci dalla applicazione della semplice legge del seno di detto angolo. Ciò vuol dire che la degradazione in più deve essere attribuita esclusivamente a dei motivi tecnici di costruzione del collettore stesso. In most industrial realizations of flat absorbers of solar energy (commonly called "solar collectors") used for direct heating of fluids, a poor performance can be noted, both when the angle of incidence of the solar rays is of "zero" value, ie when the rays normally affect the active surface, both when the angle of incidence increases and approaches the value of 90 °. Indeed, for a value of the angle of incidence from 30 ° up, the yield falls sharply and rapidly down to zero. In other words, the yield degrades, for ever greater angles, much more than is to be expected from the application of the simple law of the sinus of said angle. This means that the additional degradation must be attributed exclusively to the technical reasons for the construction of the collector itself.
Prendendo in considerazione un collettore solare fisso (ossia che non si orienti automaticamente seguendo lo spostamento apparente del sole) la maggiore perdita di efficienza che subisce, specialmente nelle ore mattutine ed in quelle del tardi pomeriggio, è per la maggior parte dei casi da attribuire ai seguenti fattori: Taking into consideration a fixed solar collector (i.e. that does not automatically orient itself following the apparent displacement of the sun) the greater loss of efficiency that it undergoes, especially in the morning and in the late afternoon, is for the most part attributable to following factors:
a) riflessione parziale dei raggi solari provocata dalle su-perfici lucide (esterna e interna) della lastra (o delle lastre) a) partial reflection of the sun's rays caused by the glossy surfaces (external and internal) of the slab (or slabs)
di vetro che solitamente coprono la superficie metallica del pannello assorbitore di calore. Dette lastre vengono applicate ad una certa distanza dal pannello allo scopo di ottenere il cosiddetto effetto «serra». of glass that usually cover the metal surface of the heat absorber panel. These slabs are applied at a certain distance from the panel in order to obtain the so-called "greenhouse" effect.
b) aumento del tragitto nel mezzo solido (vetro) che i raggi solari devono compiere per attraversarne il suo forte spessore, mano a mano che l'angolo di incidenza aumenta di valore. b) increase of the journey in the solid medium (glass) that the sun's rays have to travel to cross its strong thickness, as the angle of incidence increases in value.
c) riflessione dispersiva della superficie piana del pannello assorbitore che dipende dal tipo di trattamento e di preparazione impiegati. c) dispersive reflection of the flat surface of the absorber panel which depends on the type of treatment and preparation used.
d) ombreggiatura provocata dai bordi troppo alti della cornice contenente il pannello assorbitore. d) shading caused by too high edges of the frame containing the absorber panel.
e) irradiazione diretta della superficie del pannello secondo la legge di Boltzman, dipendente dal fatto che essa lavora ad una temperatura superiore a quella dell'ambiente circostante. e) direct irradiation of the panel surface according to Boltzman's law, depending on the fact that it works at a temperature higher than that of the surrounding environment.
Esistono poi altri fattori che mantengono basso il rendimento di un collettore solare, indipendentemente dal valore dell'angolo di incidenza dei raggi solari; il principale che si riscontra nei pannelli di attuale costruzione è quello della enorme distanza fra loro dei canali ricavati nella piastra, o su di essa saldati, che trasportano il fluido di «raffreddamento» della piastra stessa, ossia il fluido che sottrae il calore alla piastra illuminata dal sole e lo scambia con il materiale del serbatoio di accumulazione. Da tale distanza dei canali ne deriva che moltissima superficie del pannello lavora ad una temperatura di molti gradi superiore a quella del liquido assorbitore. Tutta questa superficie irradia una quantità di energia che, distribuita su uno spettro di frequenze molto più basse di quelle dello spettro solare, viene in buona parte dispersa. Tanto più che la reirradiazione di energia avviene in proporzione della quarta potenza del valore della temperatura assoluta posseduta dal corpo caldo. Tale energia «respinta» per irraggiamento dal pannello assorbitore non viene trasferita al fluido da riscaldare. There are other factors that keep the efficiency of a solar collector low, regardless of the value of the angle of incidence of the sun's rays; the main one that is found in the panels of current construction is that of the enormous distance between them of the channels obtained in the plate, or welded on it, which transport the «cooling» fluid of the plate itself, that is the fluid that removes the heat from the plate lit by the sun and exchanges it with the material of the storage tank. From this distance of the channels it follows that a great deal of the panel surface works at a temperature of many degrees higher than that of the absorber liquid. All this surface radiates an amount of energy which, distributed over a spectrum of frequencies much lower than those of the solar spectrum, is largely dispersed. Especially since the re-radiation of energy occurs in proportion to the fourth power of the absolute temperature value possessed by the hot body. This energy "rejected" by radiation from the absorber panel is not transferred to the fluid to be heated.
Il collettore solare oggetto della presente invenzione, risolve gli inconvenienti sopra elencati. The solar collector object of the present invention solves the drawbacks listed above.
Esso è caratterizzato dal fatto di avere il pannello assorbitore costituito da una lastra anteriore termoconduttrice ondulata, collegata posteriormente ad altra lastra in modo da formare una fitta serie di canalini nei quali scorre il fluido scambiatore di calore. It is characterized by the fact that it has the absorber panel consisting of a corrugated heat-conducting front plate, connected posteriorly to another plate so as to form a dense series of channels in which the heat exchanger fluid flows.
I disegni allegati rappresentano una preferita forma di realizzazione del collettore secondo l'invenzione, forma non limitativa nè vincolativa. The attached drawings represent a preferred embodiment of the manifold according to the invention, a non-limiting or binding form.
La fig. 1 illustra in prospettiva l'assieme del collettore, sezionato trasversalmente in modo da mostrare i suoi semplici componenti; Fig. 1 is a perspective view of the manifold assembly, cross-sectioned so as to show its simple components;
la fig. 2 illustra il tragitto dei raggi solari e le loro riflessioni multiple sulle ondulazioni della lastra assorbente, secondo vari angoli di incidenza dei raggi stessi; fig. 2 illustrates the path of the sun's rays and their multiple reflections on the undulations of the absorbent sheet, according to various angles of incidence of the rays themselves;
la fig. 3 illustra schematicamente il comportamento della reirradiazione; fig. 3 schematically illustrates the behavior of the re-radiation;
le figg. 5 e 6 illustrano il raffronto fra un pannello oggetto del presente trovato (fig. 5) e uno di tipo noto (fig. 6) nei riguardi del gradiente di temperatura. figs. 5 and 6 show the comparison between a panel object of the present invention (fig. 5) and one of a known type (fig. 6) with respect to the temperature gradient.
Con riferimento alla fig. 1, il collettore solare oggetto del presente trovato è costituito principalmente da un pannello assorbitore 1 formato da una lastra 2 sufficientemente conduttrice del calore profondamente e fittamente ondulata, saldata ad altra lastra preferibilmente piana 3 che può essere di maggior spessore e resistenza di quella ondulata e può essere anche non buona conduttrice del calore. With reference to fig. 1, the solar collector object of the present invention consists mainly of an absorber panel 1 formed by a sheet 2 sufficiently conductive of the heat deeply and thickly corrugated, welded to another preferably flat sheet 3 which can be of greater thickness and strength than the corrugated one and it can also be not a good conductor of heat.
II pannello 1 è disposto entro una cassetta o scatola con-tenitrice 4 realizzata preferibilmente in materiale termoplastico ottenuta per termoformatura sotto vuoto e può essere bloccata in essa solidamente da una schiuma rigida 5 che fa The panel 1 is arranged within a box or containing box 4 preferably made of thermoplastic material obtained by vacuum thermoforming and can be solidly locked in it by a rigid foam 5 which makes
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anche da isolante termico. Le sue dimensioni più pratiche sono di metri 0,75 X 1,50 o di metri 1X2 che danno i formati di superficie attiva rispettivamente di 1 metro quadrato e di 2 metri quadrati, ciò per facilitare i calcoli relativi all'impianto. Entro i canali formati dalle ondulazioni della lastra 2 e dalla lastra 3 scorre il fluido convettore del calore, per esempio acqua, glicole etilenico, glicerina, aria o altri gas. also as thermal insulation. Its most practical dimensions are 0.75 X 1.50 meters or 1X2 meters which give the active surface formats of 1 square meter and 2 square meters respectively, to facilitate calculations relating to the system. The heat convector fluid, for example water, ethylene glycol, glycerine, air or other gases flows through the channels formed by the corrugations of the plate 2 and the plate 3.
Il coperchio della cassetta o scatola 4, disposto ad una certa distanza dal pannello 1, è costituito da una lastra trasparente 6 che protegge dalle intemperie e delimita una camera d'aria termicamente isolante anteriormente al pannello 1 suddetto. The lid of the box or box 4, arranged at a certain distance from the panel 1, consists of a transparent sheet 6 which protects from the weather and delimits a thermally insulating air chamber in front of the aforementioned panel 1.
Esso è formato da una sottile lastra di materiale plastico leggero, trasparente a tutto lo spettro di frequenza della energia solare e può essere per esempio costituito da resina epossidica più o meno rinforzata con fibre trasparenti, oppure da acetato di cellulosa o da altri materiali trasparenti e rigidi che possono essere abbinati a films protettivi e selettivi noti in commercio e opachi al basso infrarosso. Tutto ciò per ottenere il cosiddetto «effetto serra». It consists of a thin sheet of light plastic material, transparent to the entire frequency spectrum of solar energy and can for example consist of epoxy resin more or less reinforced with transparent fibers, or cellulose acetate or other transparent materials and rigid that can be combined with protective and selective films known on the market and opaque with low infrared. All this to achieve the so-called "greenhouse effect".
I bordi del coperchio 6 della cassetta contenitrice possono pure essere trasparenti in modo da non produrre alcuna ombra sopra la superficie del pannello attivo allorché il sole è basso sull'orizzonte. Dalla cassetta contenitrice escono, rigidamente tenuti in posizione da tutto il pannello 1 e dalla schiuma isolante 5, i bochettoni 7 di attacco delle condutture di entrata ed uscita del fluido trasportatore di calore. The edges of the lid 6 of the containing box can also be transparent so as not to produce any shadow over the surface of the active panel when the sun is low on the horizon. Out of the container box, rigidly held in position by the whole panel 1 and by the insulating foam 5, the small couplings 7 for attaching the inlet and outlet pipes of the heat-carrying fluid.
II pannello assorbitore è convenientemente terminato, alle due estremità in cui si presentano le aperture dei canalini, come illustrato nelle figg. 4a e 4b con un collettore del fluido costituito da un canale 9 sagomato in modo che la sua estremità 10 venga saldata alla lastra 3 ed il suo bordino 11 venga saldato alla lastra ondulata 2. La lastra 3 è più corta della 2 The absorber panel is conveniently terminated, at the two ends in which the openings of the channels appear, as shown in figs. 4a and 4b with a fluid manifold consisting of a channel 9 shaped so that its end 10 is welded to the plate 3 and its edge 11 is welded to the corrugated plate 2. The plate 3 is shorter than the 2
in modo da lasciare una striscia di ondulazioni libera per l'entrata o l'uscita del fluido. Ambedue le estremità del canale vengono terminate con una semiscatola 12 (fig. 4b), ricavata convenientemente da imbutitura, portante un bocchettone 7 per l'aggancio del tubo di adduzione o di deflusso del fluido. Essa s'inserisce esternamente al canale 9 grazie all'incastro 13 e ad esso viene saldata rigidamente a tenuta stagna. so as to leave a strip of undulations free for the entry or exit of the fluid. Both ends of the channel are terminated with a half-box 12 (fig. 4b), conveniently obtained from deep drawing, carrying a union 7 for the attachment of the adduction or outflow tube of the fluid. It is inserted externally to the channel 9 thanks to the joint 13 and is rigidly sealed to it.
Il pannello 1 contenuto nella sua scatola di protezione viene esposto al sole con un'inclinazione opportuna rispetto ad un piano verticale EST-OVEST ed in modo tale che i canalini delle ondulazioni si trovino sempre nel senso NORD-SUD, indipendentemente dal fatto che il lato maggiore del pannello sia parallelo od ortogonale alla direzione dei canalini. The panel 1 contained in its protection box is exposed to the sun with an appropriate inclination with respect to an EAST-WEST vertical plane and in such a way that the corrugation channels are always in the NORTH-SOUTH direction, regardless of whether the side largest of the panel is parallel or orthogonal to the direction of the channels.
In fig. 2 viene illustrato schematicamente il motivo per cui la lastra assorbitrice 2 dell'irradiazione solare oltre che ad avere subito un trattamento superficiale idoneo a realizzare l'assorbimento diretto massimo, è conformata secondo una ondulazione avente sezione trapezoidale. Come risulta dal disegno, il vano compreso tra un'ondulazione e l'adiacente ha la stessa sezione trapezoidale, ma capovolta. In tale figura è visibile detta lastra 2 a contatto con il fluido convettore 14 e con la lastra piana 3 alla quale è saldata nei punti di contatto. Quest'ultima è isolata dal materiale coibente 5. Nella stessa figura, con 15 è illustrato il percorso di un raggio di radiazione solare allorché cade perpendicolarmente al piano del collettore e viene successivamente riflesso dalle pareti dell'ondulazione. Il residuo di radiazione diretta può uscire dalla lastra dopo aver subito ben quattro riflessioni. Sempre nella fig. 2 con 16 è illustrato il tragitto di un raggio incidente con un'inclinazione di 20 gradi: esso può riemergere solo dopo tre riflessioni. In fig. 2 schematically illustrates the reason why the absorbing plate 2 of solar radiation, in addition to having undergone a surface treatment suitable for achieving the maximum direct absorption, is shaped according to a corrugation having a trapezoidal section. As shown in the drawing, the space between a ripple and the adjacent one has the same trapezoidal section, but upside down. In this figure, said plate 2 is visible in contact with the convector fluid 14 and with the flat plate 3 to which it is welded at the contact points. The latter is isolated from the insulating material 5. In the same figure, 15 shows the path of a ray of solar radiation when it falls perpendicularly to the plane of the collector and is subsequently reflected by the walls of the corrugation. The residue of direct radiation can exit the plate after having undergone four reflections. Still in fig. 2 with 16 shows the path of an incident ray with an inclination of 20 degrees: it can only re-emerge after three reflections.
Sempre in fig. 2 con 17 e 18 le inclinazioni sono state assunte rispettivamente di 40 gradi e di 60 gradi ed in questo caso il raggio può riemergere solo dopo due riflessioni. Still in fig. 2 with 17 and 18 the inclinations have been assumed respectively of 40 degrees and 60 degrees and in this case the ray can only re-emerge after two reflections.
Tenendo conto del fatto che per quasi tutte le angolazioni di incidenza le riflessioni parziali dei raggi avvengono nella direzione di altri punti della lastra assorbitrice per due o tre volte di seguito prima di disperdersi, ne risulta che la quan-5 tità totale di energia dispersa per riflessione è di entità trascurabile e compete più che altro alla superficie orizzontale delle creste delle ondulazioni. Taking into account the fact that for almost all angles of incidence the partial reflections of the rays occur in the direction of other points of the absorber plate two or three times in succession before dispersing, it results that the total quantity of energy dispersed per reflection is of negligible entity and more than anything else belongs to the horizontal surface of the ridges of the undulations.
In fig. 3 viene illustrato il secondo e più importante motivo della ridotta dispersione di energia dovuta alle ondulalo zioni alte e strette della lastra 2. In fig. 3 shows the second and most important reason for the reduced energy dispersion due to the high and narrow corrugations of the sheet 2.
E' noto che la irradiazione di energia di un corpo nero caldo (ossia a temperatura superiore allo zero assoluto) verso l'ambiente esterno è principalmente dipendente dal valore assoluto della sua temperatura secondo una legge di proporzio-15 nalità alla quarta potenza di tale valore. It is known that the energy irradiation of a hot black body (i.e. at a temperature above absolute zero) to the external environment is mainly dependent on the absolute value of its temperature according to a law of proportionality to the fourth power of this value .
Inoltre la irradiazione avviene per ogni punto della superficie del corpo, in tutte le direzioni ed in pratica sotto un angolo solido di 180 gradi se il punto è situato su una superficie piana. Riferendosi alla fig. 3 e considerando per semplicità 20 la irradiazione su un solo piano ortogonale alla superficie, si nota facilmente che il punto 19 prossimo alla sommità della gola, irradia poco meno della metà della sua energia verso il fondo e verso l'altra parete della gola stessa. La rimanente viene dispersa verso l'esterno. Furthermore, the irradiation occurs for every point of the body surface, in all directions and in practice under a solid angle of 180 degrees if the point is located on a flat surface. Referring to fig. 3 and considering for simplicity 20 the irradiation on a single plane orthogonal to the surface, it is easy to see that the point 19 near the top of the throat radiates just under half of its energy towards the bottom and towards the other wall of the throat itself. The remainder is dispersed outwards.
25 Nella stessa fig. 3 è intuibile che il punto 20 situato quasi in fondo alla gola, irradi due terzi della sua energia verso il fondo e verso la parete opposta della gola e quindi soltanto un terzo di essa viene dispersa verso l'esterno; ugualmente il punto 21, considerato sul fondo della gola, disperde, verso 30 l'esterno, meno di un terzo della sua irradiazione. Soltanto i punti come il 22 disposti sulla sommità piana della cresta, disperdono tutta la loro energia all'esterno della lastra ma la superficie di tale sommità è circa un ottavo di quella totale. 25 In the same fig. 3 it can be understood that the point 20 located almost at the bottom of the throat radiates two thirds of its energy towards the bottom and towards the opposite wall of the throat and therefore only a third of it is dispersed towards the outside; likewise point 21, considered at the bottom of the throat, disperses, towards the outside, less than a third of its irradiation. Only the points such as 22 arranged on the flat top of the ridge disperse all their energy outside the slab but the surface of this summit is about one eighth of the total.
Il terzo motivo della ridotta dispersione del pannello og-35 getto del presente trovato è illustrato nelle figg. 5 e 6. The third reason for the reduced dispersion of the jet panel of the present invention is illustrated in figs. 5 and 6.
Nella fig. 5 sono state disegnate una sezione trasversale del pannello 1 oggetto del presente trovato e in fig. 6 la sezione di un pannello 23 piano assorbente termico, munito di pochi canali 24 di passaggio del fluido di raffreddamento se-40 condo la tecnica nota; quest'ultimo è disegnato nella stessa scala di quello di fig. 5. Nel caso di fig. 6 solo un sesto della superficie totale della lastra esposta ai raggi solari è a diretto contatto con il fluido assorbitore di calore, mentre nel caso di fig. 5 ben cinque sesti della superficie della lastra ondulata 45 è a contatto diretto con il fluido suddetto e il rimanente (un sesto) è ad esso vicinissimo. In fig. 5 a cross section of the panel 1 object of the present invention has been drawn and in fig. 6 is a section of a flat panel 23 which is heat absorbent, equipped with a few channels 24 for the passage of the cooling fluid according to the prior art; the latter is drawn on the same scale as that of fig. 5. In the case of fig. 6 only one sixth of the total surface of the sheet exposed to sunlight is in direct contact with the heat absorbing fluid, while in the case of fig. 5 as many as five sixths of the surface of the corrugated sheet 45 is in direct contact with the aforementioned fluid and the remainder (one sixth) is very close to it.
Ammettendo che la temperatur del fluido che scorre nei due pannelli sia identica, è chiaro che nel caso di fig. 5 la temperatura della lastra ondulata del pannello 1, pressoché so tutta lambita internamente dal fluido, sia uguale a quella del fluido, mentre nel pannello 23 di fig. 6 la porzione piana di lastra 25 compresa tra due canalini assume, sotto l'effetto di uguale irradiazione solare, una temperatura molto alta rispetto a quella del fluido che scorre nei canalini, e tanto più alta 55 quanto più il punto considerati è lontano da essi. Si stabilisce cioè un alto gradiente di temperatura fra la zona mediana della superficie 25 e le zone dei canalini 24. Essendo come già detto, l'irradiazione propria dell'energia di un corpo nero caldo dipendente principalmente dalla sua temperatura asso-60 luta e crescendo tale irradiazione in proporzione della quarta potenza della temperatura stessa, l'energia irradiata, ossia perduta dal pannello piano 23 è molto superiore a quella del pannello 1. Assuming that the temperature of the fluid flowing in the two panels is identical, it is clear that in the case of fig. 5 the temperature of the corrugated sheet of the panel 1, almost entirely lapped internally by the fluid, is equal to that of the fluid, while in the panel 23 of fig. 6 the flat portion of sheet 25 between two channels assumes, under the effect of equal solar radiation, a very high temperature with respect to that of the fluid flowing in the channels, and the higher 55 the more the point considered is far from them . In other words, a high temperature gradient is established between the median area of the surface 25 and the areas of the channels 24. As already mentioned, the irradiation proper to the energy of a hot black body depends mainly on its ace-60 temperature and increases such irradiation in proportion to the fourth power of the temperature itself, the radiated energy, that is lost from the flat panel 23 is much higher than that of panel 1.
Altra particolarità del pannello assorbitore, oggetto del 65 presente trovato, è che la sezione della testata 9 (fig. 4a) di entrata del fluido viene assunta di valore molto superiore a quella del tubo 7 di ingresso del bocchettone 7. In tale modo la testata costituisce una camera di volume notevole, nella Another peculiarity of the absorber panel, object of the 65 present invention, is that the section of the fluid inlet head 9 (fig. 4a) is assumed to be much higher than that of the inlet pipe 7 of the filler 7. In this way the head constitutes a room of considerable volume, in the
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quale si annulla l'energia cinetica che il fluido ha acquistato scorrendo ad alta velocità nel tubo 7. which cancels the kinetic energy that the fluid has acquired by flowing at high speed in the tube 7.
Ne risulta una uniforme distribuzione del fluido freddo che risale con la stessa velocità in tutti i canalini derivando il suo modo esclusivamente dalla pressione statica. The result is a uniform distribution of the cold fluid which rises with the same speed in all the channels, deriving its way exclusively from static pressure.
Altra importante particolarità del presente trovato è il trattamento superficiale cui viene sottoposta la superficie ondulata del pannello, ossia quella che deve assorbire l'energia delle radiazioni solari. Another important peculiarity of the present invention is the surface treatment to which the corrugated surface of the panel is subjected, that is, the one which must absorb the energy of solar radiation.
E' già noto che un eccellente «corpo nero» ossia un corpo che assorbe pressoché il 100% della radiazione solare è costituito dal «nerofumo» ossia da carbonio amorfo in polvere impalpabile. It is already known that an excellent "black body" or body that absorbs almost 100% of the solar radiation is made up of "carbon black", that is, amorphous carbon in impalpable powder.
Per il caso specifico qui descritto, viene ottenuto un nero fumo che aderisce abbastanza tenacemente alla superficie metallica del pannello, bruciando della canfora (o altra adatta sostanza organica) in aria libera non forzata, ossia con scarsa ossigenazione. For the specific case described here, a black smoke is obtained which adheres fairly tenaciously to the metal surface of the panel, burning of camphor (or other suitable organic substance) in unforced air, i.e. with poor oxygenation.
Il pannello ondulato, previamente ripulito e raffreddato con un mezzo qualsiasi, viene fatto scorrere con le ondulazioni rivolte in basso e con moto orizzontale uniforme, sopra uno stretto canalino contenente la canfora in combustione e lungo quanto il lato minore del pannello stesso. La striscia di fiamma che lambisce la superficie fredda della lastra ondulata, vi deposita uniformemente un perfetto strato di nerofumo. In caso di pannello di notevoli dimensioni è logica-5 mente pi opportuno fare scorrere sotto al pannello tenuto fisso e sospeso, il contenitore della sostanza organica in combustione per alcune volte nei due sensi. Dopo tale trattamento, il pannello viene introdotto nel contenitore 4-6 che viene sigillato a tenuta stagna. Prima della sigillatura viene opportu-io namente introdotta anche una appropriata quantità di un preparato igroscopico il quale provvede ad assorbire l'eventuale residuo di umidità rimasto nell'aria o nel materiale isolante all'interno del contenitore. The corrugated panel, previously cleaned and cooled with any medium, is slid with the corrugations facing downwards and with uniform horizontal motion, over a narrow channel containing the burning camphor and as long as the smaller side of the panel itself. The strip of flame that laps the cold surface of the corrugated sheet, uniformly deposits a perfect layer of carbon black. In the case of a panel of considerable size, it is logically more appropriate to slide the container of the organic substance under combustion in the two directions under the panel held fixed and suspended. After such treatment, the panel is introduced into the container 4-6 which is sealed tightly. Before sealing, an appropriate quantity of a hygroscopic preparation is suitably introduced which absorbs any residual moisture remaining in the air or in the insulating material inside the container.
Con questo procedimento viene ottenuto molto economi-15 camente un rendimento di assorbimento che è superiore a quello della maggioranza dei sistemi complicati e costosi fino ad ora usati a tale scopo. Grazie alla inalterabilità nel tempo del carbonio amorfo sia agli sbalzi di temperatura sia alle radiazioni di tutto lo spettro solare e grazie alla chiusura erme-20 tica del contenitore di protezione in ambiente perfettamente secco, questo trattamento si mantiene valido più di qualsiasi verniciatura o deposito galvanico o altro fino ad ora sperimentato. With this process an absorption efficiency which is higher than that of the majority of complicated and expensive systems hitherto used for this purpose is very economically obtained. Thanks to the inalterability over time of the amorphous carbon both to changes in temperature and to the radiation of the entire solar spectrum and thanks to the hermetic closure of the protective container in a perfectly dry environment, this treatment remains more valid than any painting or galvanic deposit or anything so far experienced.
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2 fogli disegni 2 drawings sheets
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