Brevet FR2269040A1 — publié le 19751121

L'invention concerne un collecteur de chaleur d'une installation de chauffage à l'énergie solaire, ce collecteur comportant une plaque plane sensiblement rectangulaire d'absorption et le caloporteur étant de l'eau. les collecteurs de chaleur des installations de chauffage à l'énergie solaire sont en général disposés sur le toit d'une maison et absorbent la chaleur solaire quelle caloporteur, qui est de l'eau, transmet à un accumulateur. les quantités de chaleur étant souvent très faibles, il est essentiel que le caloporteur puisse les évacuer du collecteur rapidement et sans perte O Un collec- teur connu de chaleur constitué d'une plaque de cuivre sur laquelle sont fixés des tubes de cuivre par lesquels circule le-caloporteur satisfait mal à ce critère, car le caloporteur n'entre pas directement en contact avec tous les éléments de l'absorbeur. T > e plus, la section étroite des-tubes de cuivre necessite toujours une circulation forcée dans le collecteur et interdit pratiquement les courants internes d'équilibrage dQs aux irrégularités du rayonnement solaire (Bulletin Gomples 1967, nO 13, pages 53 à 55). L'invention a donc pour objet un: collecteur qui améliore l'utilisation de la chaleur. Belon une particularité essentielle de ltinvention, le collecteur est essentiellement-un corps creux plat dans lequel l'eau circule, dont une cloison est constituée de la plaque d'absorption et qui comporte à deux extrémités opposées des orifices de mimes dimensions, répartis de manière sensiblement uniforme sur la longueur et-faisant communiquer la chambre a' eau du corps creux avec aes canaux de raccord fixés sur ce dernier, la section des canaux de raccord étant au moins aussi grande que la somme des sections des orifices qui communiquant avec eux. Une des cloisons du corps creux assumant la fonction de plaque d'absorption, le caloporteur entre directement en contact avec l'absorbeur de chaleur en éliminant pratiquement les pertes. La répartition des orifices de zltmes dimensions sur les extrémités du corps creux permet au caloporteur d'entrer dans la chambre d'eau du corps creux en étant uniformément réparti et la section des canaux de raccord qui est au moins aussi grande que la somme des sections des orifices avec lesquels ces derniers communiquent favorise l'uniformité de cette admission d'eau. De plus, le mode d'exécution plat du corps creux évite les- masses -inutiles d'eau. Selon un mode de réalisation avantageux conforme à l'invention et favorisant l'uniformité du balayage du corps creux, la section des canaux collecteurs est notablement supérieure à la somme des sections des orifices avec lesquels ils communiquent0 Selon un mode de réalisation qui favorise la circulation de l'eau dans le corps creux, la chambre d'eau de ce dernier renferme au moins une baguette rectiligne d'orientation de la circulation, cette baguette se terminant à distance des extrémités comportant lesdits orifices et assurant la liaison du fond et de l'élément de couverture du corps creux. Bes canaux ainsi créés à l'intérieur du corps creux orientent la circulation. Ces canaux communiquant à leurs extrémités, les courants d'équilibrage peuvent se former librement à l'intérieur du corps creux. De plus, les baguettes d'orientation de la circulation contribuent notablement à rigidifier ce corps. Une baguette d'orientation de la circulation est disposée de préférence au milieu entre deux orifices afin de ne pas répartir de manière irrégulière la circulation d'eau à l'intérieur du corps creux. Selon un mode de réalisation particulièrement simple et bon marché du collecteur de chaleur selon l'invention, le corps creux est formé du panneau arrière placé à distance de la plaque d'absorption et dont les bords rabattus sont fixés à cette plaque, les canaux de raccord étant tormés de pièces qui leur confèrent une -section sensiblem*St rectangulaire et qui recouvrent lesdits orifices. Selon un mode de réalisation avantageux contribuant aussi à abaisser le prix de revient, une couche dtadkésiS est insérée aux joints entre les différentes pièces du collecteur de chaleur. te collecteur comporte au dos de préférence une couche de mousse durcie -de matière plastique (par exemple une mousse portant la marque de fabrique "Styropor") destinée à éviter les pertes de chaleur et à rigidifier l'ensemble de la structure. Lorsque le collecteur de chaleur est destiné à & re incorporé à une batterie, il est préférable que la section des conduits de raccord ayant les mêmes dimen sions, additionnée des sections de conduits de raccord des autres collecteurs soit au maximum égale à la section des conduits de liaison des différents collecteurs. lorsque les rapports mentionnés entre sections sont observés, la répartition du caloporteur sur les différents collecteurs est uniforme. L'invention sera décrite plus en- détail en regard du dessin annexé à titre-d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est une vue schématique en perspective du dos du collecteur de chaleur selon l'invention qui n'est pas revêtu de la couche de calorifugeage et dont le canal inférieur de raccord n'est pas représenté; ia figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1 et représente le collecteur complet; et la figure 3 est une vue en plan schématique de deux collecteurs réunis en une batterie. te panneau arrière 9, dont les bords sont rabattus vers la plaque 2 d'absorption, forme avec celle-ci uncorps creux 6 renfermant une chambre 5 d'eau. Des orifices 4 répartis de manière sensiblement uniforme sont ménagés aux deux extrémités opposées 3 du corps creux. Des canaux 7 de raccord fixés sur le corps creux et de section sensiblement rectangulaire recouvrent ces orifices 4. la plaque 2 dtabsorption et le panneau arrière 9, qui doivent conduire la chaleur, sont de préférence en métal, tandis que les canaux 7 de raccord peuvent entre sans inconvénient en matière plastique. tes canaux 7 de raccord supyrorterlt des conduits 12 permettant de raccorder le collecteur à une installation de chauffage. Des baguettes 8 d'orientation de la circulation disposées dans la chambre 5 d'eau du corps creux se terminent à distance des extre- mités 3 cómportant ies orifices et forment des canaux dans cette chambre d'eau.Ces baguettes sont représentées sur la figure 1 comme si elles étaient visibles, afin de clarifier le dessin, bien qu'elles soient à l'intérieur du-corps creux 6 et donc qu'elles devraient en réalité titre représentées en lignes brisées. Une couche 10 de mousse durcie de matière plastique est fixée au dos du collecteur afin d'éviter les pertes de chaleur et de rigidifier l'ensemble de la structure. Une vitre 13 disposée sur la face antérieure devant la plaque 2 d'absorption est destinée à éviter les pertes de chaleur par convection. La figure 1 ne représente pas la couche 10 de calorifugeage. Des conduits 11 de liaison réunissent deux collecteurs en une batterie dans la représentation de la figure 3. En service, le caloporteur, qui est en général de l'eau, pénètre par les conduits 12 de raccord dans le anal inférieur 7 et pénètre ensuite par les orifices 4, qui ont sensiblement les mimes dimensions, dans la chambre 5 dans laquelle il s'échauffe et dans laquelle il remonte . tes orifices mentionnés conformes à l'invention et les rapports de leurs sections ont pour effet de répartir uniformément l'arrivée du calopoteur dans la chambre 5, les baguettes 8 d'orientation de la circulation assurant le maintien de cette répartition. La chaleur solaire rayonnée à travers la vitre 13 est reçue par la plaque d'absorption et transmise directement au fluide de chauffage qui balaye cette dernière. l'ensemble des mesures décrites permet l'évacua- tion sans perte et totale de la chaleur du collecteur. I1 va de soi que le collecteur de chaleur décrit et représenté peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Collecteur de chaleur d'une installation de chauffage à l'énergie solair & -ledit collecteur comportant une plaque plane, sensiblement rectangulaire d'absorp-tion et le caloporteur étant de l'eau, ledit collecteur étant caractérisé en ce qu1il- est formé essentiellement d'un corps creux plat, balayé à l'eau, dont une cloison est constituée par la plaque d'absorption et qui comporte à deux extrémités opposées des orifices ayant les mimes dimensions; répartis de manière sensiblement régulière sur la longueur et faisant communiquer la chambre d'eau du corps creux avec des canaux de raccord fixés sur ce dernier etdont la section est au moins aussi grande que la somme des sections des orifices qui communiquent avec eux. 2. Collecteur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section des canaux de raccord est sensiblement supérieure à la somme des sections des orifices avec lesquels ils communiquent. 3. Collecteur-de chaleur selon- l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qutaù moins une baguette rectiligne d'orientation de la circulation est disposée dans la chambre d'eau du corps creux, se- termine à distance des extrémités comportant lesdits orifices et relie le -fond et la couverture du corps creux. 4. Collecteur de chaleur selon la revendication 3, caractérisé-en ce qu'une baguette d'orientation de la circulation\est disposée au milieu entre deux orifices voisins. 5. Cqllecteur de chaleur selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que ledit corps creux est constitué du panneau arrière placé à distance de la plaque d'absorption et dont les rives rabattues sont fixées à cette dernière, les canaux de raccord étant constitués de pièces qui leur confèrent une section sensi blement rectangulaire et qui recouvrent lesdits orifices. 6. Collecteur de chaleur selon ltune quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une couche d'adhésif est insérée aux joints entre ses différentes pièces. 7. Collecteur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il porte au dos une couche de mousse durcie de matière plastique. 8. Collecteur de chaleur selon l'une quelconque des revendications à 1 å 7, destiné a' faire partie d'une batterie et caractérisé en ce que la section des conduits de muses dimensions gui relient chaque collecteur aux conduits de liaison de ces derniers, additionnée des sections desdits conduits de raccord des autres collecteurs est au maximum égale à la section des conduits qui relient les différents collecteurs de la batterie.