Brevet FR2266863A1 — publié le 19751031

La présente invention a trait à des panneaux solaires destinés à être incorporés dans des éléments de recouvrement ou à former eux-m8mes des éléments de recouvrement extérieur pour bâtiments et similaires. En particulier, le but de la présente invention est de réaliser des panneaux solaires du type mentionnés ci-dessus qui soient en mesure d'absorber de l'énergie thermique de llexté- rieur, sous forme d'énergie radiante ou solaire, et de la céder immédiatement au milieu ambiant intérieur ou placé derrière. Un autre but de la présente invention est de réaliser un panneau solaire qui, outre les fonctions indiquées, soit en mesure de jouer aussi le rôle d'un élément de recouvrement aveugle ou vitré, c'est-g-dire les fonctions d'isolation ther- mique, d'étanchéité à 11 eau et au vent, de résistance statique à la pression du vent et similaire. En général, le problème a été résolu en réalisant un panneau solaire composé par une structure rigide de support, par un élément thermiquement absorbant, de couleur sombre sur un de ses c8tés, par une couche de matière thermiquement isolante placée sur le cgté opposé au caté de ltélément absorbant et par des moyens pour permettre un échange thermique direct ou indirect entre l'élément absorbant et un milieu ambiant placé derrière ou placé sur le c3té thermiquement isolé de l'élément susdit. Selon une première forme d'exécution l'élément thermi- quement absorbant est essentiellement constitué par une plaque métallique, de couleur sombre-sur un de ses contés, ci-après considéré comme c8té extérieur, pour jouer le r8le de corps absorbant ,et les moyens pour l'échange thermique avec le milieu ambiant sont essentiellement constitués par une chambre formée entre l'élément absorbant lui-meme et la couche de matière isolante; il est prévu le long des bords de la chambre des passages ou ouvertures de ventilation pour permettre une circulation d'air dirigé vers le milieu ambiant à chauffer. Selon une autre forme de réalisation du panneau solaire selon l'invention, l'élément thermiquement absorbant est constitué par une plaque métallique, de couleur sombre sur le c8té extérieur, dans laquelle peut circuler un fluide destiné à être chauffé par la chaleur ou par l'énergie radiante absorbée par la plaque elle-même. Dans ce cas, les moyens pour l'échange thermique avec le milieu ambiant peuvent être essentiellement constitués par un élément radiant relié, par l'intermédiaire de tubulures, à la plaque d'absorption de chaleur pour permettre une circulation naturelle, ou par convection, du fluide de chauffage contenu dans celle-ci.Cet élément radiant est le plus souvent placé sur le c8té du panneau opposé au panneau sombre ou absorbant la chaleur, et directement en contact avec le milieu ambiant à chauffer, avec une couche de matiere isolante placée entre l'élément absorbant et l'élément radiant précités. Pour Jouer en même temps le r & e de panneau solaire et d'élément de recouvrement, ltélément thermique absorbant, la couche de matière thermiquement isolante et les moyens pour l'échange thermique avec le milieu précités, sont supportés par un châssis de raidissement convenable du panneau et l'élément thermique absorbant est protégé sur le côté extérieur, c'est-àdire sur le caté recevant les radiations ou l'énergie solaire, par une plaque de matière transparente destinée à le protéger des agents atmosphériques.Cette plaque est maintenue de préférence écartée de l'élément thermiquement absorbant pour former ainsi une- chambre comportant des ouvertures de ventilation pour éviter quTen été ou pendant les périodes plus chaudes-, l'élément absorbant atteigne des températures trop élevées, pouvant être supérieures à 1000C. Bes formes de réalisation de panneaux solaires selon l'invention sont décrites, ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels La fig. 1 représente une vue en face d'un élément de recouvrement générique, formé par des panneaux solaires selon l'invention; La fig. 2 représente une coupe transversale prise sensiblement suivant la ligne 2-2 de la Fiv.1, pour une première forme d'exécution du panneau solaire selon l'invention; La fig. 3 représente une coupe longitudinale, faite essentiellement selon la ligne 3-3 de la fig.1; La fig. 4 représente une vue en coupe agrandie de l'extrémité supérieure de la fig. 2 pour montrer une variante;; La fig. 5 représente une coupe transversale correspondant à celle de la fig. 2, mais pour une seconde forme de réalisation du panneau solaire selon l'invention; La fig. 6 représente une coupe verticale correspondant a celle de la fig. 3, mais pour la seconde forme de réalisation précitée du panneau. En se rapportant à la fig. 1, on a représenté un élément de recouvrement extérieur générique pour bâtiments et similaires, qui comporte essentiellement une structure ou châssis 1 qui comprend dans la partie centrale un vitrage 2 et des panneaux solaires latéraux désignée en général par 3 dans L'exemple représenté. nil fig. 2 et 3, on voit que chaque panneau solaire 3 comporte essentiellement un élément thermiquement absorbant 4 conatitu*, par exemple, par une plaque métallique dont la surface latérale 5, qui est tournée vers l'extérieur, est coavenablement de couleur sombre pour la transformer en un corps absorbant de la chialeur, c'est-à-dire en mesure d'absorber de l'énergie radiante provenant de 1 extérieur. le panneau solaire, en outre, comporte, sur le caté opposé & celui de couleur sombre de l'élément absorbant 4, appelé ci-après le côté intérieur, des moyens pour permettre un échange thermique entre l'élément absorbant 4 et le milieu ambiant arrière qui est constitué en générai par le milieu ambiant intérieur d'un bAtiment ou d'une construction. Dans l'exemple représenté aux Fig. 2 et 3, ces moyens sont essentiellement constitués-par une chambre contenant de l'air ou interstice 6 formé entre l'élément thermique absorbant 5 et une -couche de matière thermiquement isolante 7, qui est aussi fixe à la structure 1 du panneau solaire. Cet interstice 6 communique avec le milieu ambiant à travers des ouvertures ou passages de ventilation 8 qui permettent un passage d'air chaud de l'interBtice 6 vers le milieu ambiant et réciproquement de l'air froid du milieu ambiant vers l'interstice 6. En effet, l'énergie absorbée de la plaque ou élément thermiquement absorbant 4 est cédée à l'air existant dans l'interstice 6 qui, par convection naturelle, peut donc sortir des ouvertures supérieures 8, tandis que par les ouvertures inférieures pénètre l'air froid du milieu ambiant. La couche isolante 7 est indispensable, puisque le panneau doit permettre, comme élément de recouvrement, une bonne isolation thermique au cours de la nuit ou, en tout cas, pendant l'été lorsqu'il ne fonctionne pas comme élément solaire. Dans de telles conditions, on doit en outre empêcher une circulation d'air chaud de l'interstice 6 vers le milieu ambiant et vice versa, lorsque le panneau ne fonctionne pas comme élément solaire; par conséquent, les ouvertures 8 doivent être fermées totalement ou partiellement par l'intermédiaire de régulateurs constitués, par exemple, par des ailettes 9, articulées en 10 au chassie 1 du panneau et pouvant Qtre actionnées manuellement ou automatiquement par l'intermédiaire diun dispositif de commande schématiquement désigné par 16. (Fig.3). Les régulateurs peuvent Store remplacés par des grilles mobiles 15 qui interceptent le passage de l'air dans l'interstice comme on a représenté schématiqement sur la partie droite de la fig.4, et qu'on expliquera ci--aprbs Le panneau est complété par un paramètre extérieur Il essentiellement constitué par une plaque de verre ou autre matériau transparent pour protéger l'élément absorbant 5 du milieu ambiant extérieur. Cette plaque transparente Il est placée à une certaine distance de 1' élément absorbant 5 pour former un interstice ou chambre 12 communiquant avec l'extérieur à travers des ouvertures ou passages 13 qui, sur 11 exemple représenté, se trouvent dans le châssis 1.Des battants 14 ou éléments ayant une fonction similaire, comme par exemple les grilles 15 représentées au c8té droit de la fig. 4, permettent une circulation pour les mouvements de convection naturels de l'air extérieur en empêchant ainsi à la surface sombre de l'élément absorbant 4 d'atteindre des températures trop élevées, pouvant dans certains cas être supérieu res aussi à 1000C, lorsque le panneau pendant les mois d'été n'est pas employé comme élément solaire, mais il Joue uniquement le rôle d'élément de recouvrement et d'isolation thermique. Pour les régulateurs extérieurs 14, de même que les régulateurs intérieurs 9, on peut prévoir une commande manuelle 16, comme schématiquement désigné à gauche de la fig.4 pour le régulateur intérieur, ou bien des commandes automatiques actionnées, par exemple, par des dispositifs à lames bimétalliques, à expansion de gaz, à thermocouple ou, en général, par les interrupteurs crépusculaires. Â la fig. 4, on a représenté un détail agrandi de l'extrémité supérieure du panneau de la fig. 3, où on a représenté l'emploi combiné d'un regulateur à battants 9 et d'un régulateur à grille 15. I1 est évident que, si onle désire, on pourra employer indifféremment l'un ou l'autre des régulateurs selon les nécessités. En se rapportant maintenant aux fig. 5 et 6 des dessins annexés, on décrit une variante du panneau solaire selon l'invent ion. Sur les figures précitées, on a représenté toujours un chassies 1 qui supporte, à l'intérieur, un élément thermiquement absorbant 17 constitué, dans l'exemple spécifique, par une plaque métallique contenant des conduites pour la circulation dtun fluide, par exemple de liteau avec une quantité préfixée d'antigel, pour un échange thermique de chaleur. La plaque 17 est de mime que dans le cas précédent de couleur sombre sur sa surface 18 qui doit être exposée vers ltextérieur, tandis que sur le c8té opposé elle est en contact avec une couche 19 de matière thermiquement isolante. La plaque 17 est en outre reliée, par l'intermédiaire des tubulures de refoulement 20 et de retour 21, avec un élément radiant 22 placé sur le côté du panneau solaire opposé à celui qui est sombre 18 et qui est tourné vers l'intérieur ou vers le milieu ambiant à chauffer. Une soupape d'interceptionN23, actionnable vanuellement ou automatiquement, est insérée, par exemple, dans la tubulure de refoulement 20 précitée. De la-m & manière que la précédente, le panneau présente, sur son c8té extérieur, une plaque de verre ou d'autre matière transparente 24 définissant, au moyen de l'élément thermiquement absorbant 17, un interstice 25 qui communique avec l'extérieur à travers des ouvertures ou passages 26 qui peuvent être fermés par des battants convenables 27 ou d'autres moyens équivalents, comme précédemment expliqué pour le cas de la fig.3. D'après ce qui précède et suivant les dessins annexés, on voit que l'exemple de la fig.3 est différent de ltexemple de la fig. 6 surtout par le fait que, dans le premier, il y a une cession directe de chaleur de l'élément absorbant 4 à l'air qui est fait circuler, à travers l'interstice 6, vers le milieu ambiant intérieur à chauffer, tandis que dans le second cas la chaleur est cédée indirectement à tràvers-l'élément radiant 22 placé sur le côté opposé du panneau solaire. Les deux exemples, toutefois, ont en commun le principe de céder 1 'énergie absorbée de l'extérieur par ltélément absorbant au milieu ambiant intérieur à chauffer. Outre ceci, les panneaux solaires, soit au cours de la nuit ou pendant les périodes chaudes ou en tout cas lorsqu'ils ne sont pas utilisés, développent en tout cas les fonctions normales d'éléments de recouvrement. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisa- tion représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y titre apportées sans sortir de son cadre. REVhNDICAIQNS 1. Panneau solaire pour éléments de recouvrement et similaires; caractérisé en ce qu1il comporte un élément rendu thermiquement absorbant sur un premier côté, une couche de matière thermiquement isolée placée sur le côté opposé de l'élément absorbant et des dispositifs pour permettre un échange thermique entre l'élément absorbant et le milieu ambiant situé sur le csste opposé de l'élément absorbant précité. 2. Panneau solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce-que les moyens d'échange thermique comportent une chambre entre l'élément absorbant et la couche de matière isolante précitée, et des passages de ventilation le long des bords de la chambre. 3. Panneau solaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que les passages ou ouvertures de veutilation compor- tent des dispositifs de fermeture et d'ouverture réglables. 4. Panneau solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour l'échange thermique comportent un élément radiant placé sur le caté opposé du panneau précité, relié, à travers des conduites de refoulement et de retour, avec des passages intérieurs à l'élément absorbant précité pour la circulation naturelle d'un fluide de chauffage. 5. Panneau solaire selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'au moins une des conduites est munie d'un soyez d'interception du fluide. 6. Panneau solaire selon la revendication 4, caractérise en ce qu'une couche de matière thermiquement isolante est placée entre ltelément radiant et l'éliment absorbant précités. 7. Panneau solaire selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément absorbant est protégé, sur son c8té tourné vers l'extérieur, par une plaque de matière transparente. 8. Panneau solaire selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plaque de matière -transparente est écartée de l'élément absorbant pour définir un interstice ou chambre communiquant avec l'extérieur à travers des passages ou ouvertures de ventilation. 9. Panneau solaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que les passages ou ouvertures de ventilation sont munis d'éléments de fermeture ou d'ouverture, 10. Panneau solaire selon l'une des revendications 3 ou 9, caractérisé en ce qu'on a prévu des moyens de commande manuelle ou automatique pour les éléments d'ouverture et de fermeture des passages de ventilation précités. 11. Elément de tamponnement pour bâtiments et similaires, caractérisé en ce qu'au moins une partie de sa surface est fermée par un ou plusieurs panneaux solaires décrits dans les revendications . I à lo prises dans leaur ensemble.