Brevet FR2292202A1 — publié le 19760618

La présente invention concerne un capteur d'énergie solaire, comportant une chambre fermée par une fenêtre laissant passer l'énergie thermique du rayonnement solaire, une plaque absorbant cette énergie thermique, disposée à l'intérieur de la chambre, et des moyens pour transporter l'éner-ie athermique ab sorbée par la plaque vers l'extérieur ae la chambre. De tels capteurs sont connus. Les moyens pour transporter l'énergie thermique absorbée par la plaque, qui est normalement en un mEtal ayant une surface de haut pouvoir d'absorption pour le rayonnement thermique, sont souvent constitués par un fluide, par exemple par de l'eau, circulant à l'intérieur de la plaque et transportant l'énergie thermique absorbée vers un échangeur de chaleur. Il se pose-pour ces capteurs le problème d'avoir de l'air sec dans l'espace se trouvant entre la fenêtre et la plaque. On a déjà essayé de résoudre ce problème en plaçant de l'air sec dans cet espace et en le fermant hermétiquement. Le rayonnement thermique chauffe considérablement l'air ainsi enferma, qui est fortement dilaté et crée des pressions assez fortes. Cela nécessite une étanchéité parfaite et notamment des fenêtres épaisses. Etant donné que les fenêtres sont normalement en verre, une fe nêtre épaisse cause des pertes d'énergie indésirables, et malgré la forte épaisseur, la fenêtre peut se casser. La présente invention vise à éviter ces inconvénients et à résoudre le problème de l'air sec, tout en permettant d'avoir une fenêtre mince, en assurant une pression dans le ait espace égale à la pression à l'extérieur du capteur. Pour atteindre ce but, le capteur selon l'invention est caractérisé par une cellule remplie d'un roduit déshydratant, cette cellule possédant des ouvertures et/ou des conduits commu- niquant d'une part avec l'intérieur de la chambre et d'autre part avec l'extérieur du capteur-de telle manière que l'air chauffé dans la charre asse à travers une valve vers l'extérieur du capteur, et que l'air frcid entrant dans la chambre lors d'un refroidissement de cette dernière passe par la dite cellule et une autre valve avant de rentrer dans la chambre. be dessin annexé montre schématiquement deux formes d'exécution de l'invention. La fic. 1 montre une coupe schématique d'un cafteur selon une première forme c exécution. La fig. 2 montre, à une échelle plus grande, des détails de la plaque selon la fig. 1. La fig. 3 montre un capteur selon une deuxième forme d'exécution. Le capteur représenté aux fig. 1 et 2 comporte une chambre constituée par un cadre 1, une fenêtre 2 et un fond 3. La fenêtre 2, qui est de préférence en verre, est tenue par un joint étanche 4. Le fond 3, qui est chassé ou colle dans le cadre 1, est muni d'un grand nombre d'ouvertures 5 communiquant avec l'extérieur. Le verre de la fenêtre 2 est choisi pour laisser passer un maximum d'énergie thermique du rayonnement solaire. Une plaque métallique 6, ayant une surface adaptée pour absorber un maximum d'énergie thermique, est montée à l'intérieur de la chambre. L'intérieur 7 de la plaque 6 est rempli 'eau qui circule (grace à des chicanes non représentées) le long d'un chemin déterminé. L'eau chauffée est transportée (par un conduit non représenté) vers un échangeur de chaleur (non représenté) et l'eau ainsi refroidie est transportée par un autre conduit (non représenté) vers l'intérieur 7 dela plaque 6. Cela se fait de manière connue. Une cellule 8, remplie d'un produit déshydratant 9, est fixée en contact thermique, par exemple par soudure, à la plaque 6. La cellule ô possède un grand norbre d'ouvertures 10 communi- quant, par l'intermédiaire des ouvertures 5, avec l'extérieur de la chambre. Un conduit 11 relie la cellule 8 à l'espace 12 entre la fenêtre 2 et la plaque 6. Le conduit 11 est commande par une valve 13 pour laisser asser de l'air de la cellule 8 vers l'es- pace 12, mais pas en sens inverse. La plaque 6 comporte également une ouverture 14, communiquant par l'intermédiaire des ouvertures 5 avec l'extérieur de la chambre. L'ouverture 14 est commandée par une valve 15 pour laisser passer de l'air de l'espace 12 vers l'extérieur, mais pas en sens inverse. Le capteur représente aux fig. 1 et 2 fonctionne commue suit Le rayonnement solaire traversant la fenetre 2 chauffe la plaque 6 et en même temps l'air dans l'espace 12. Cet air s@ dilate et passepar les ouvertures 14 et 5 vers l'extérieur jusqu'à ce que la pression dans l'espace 12 soit égale à celle régnant a l'extérieur. Lorsque le rayonnement solaire cesse, l'air dans l'espace 12 se refroidit, ce qui fait aspirer de l'air de l'exté rieur par les ouvertures 5 et 10, la cellule @ et le conduic 11, jusqu'à ce que la pression dans l'espace 12 soit de nouveau égale à celle régnant à l'extérieur.Lors du passage à travers la cel lule 8, 1'air plus ou moins humide venant de l'extérieur est séché par le produit déshydratant 9. Le produit désnyaratant 9, partiellement chargé par de l'eau adsorbée, est régénéré de maniere simple lors d'un nouveau chauffage de la plaque 6 par le rayonnement solaire. @tant donné que la cellule 8 est en contact thermique avec la plaque 6, cette cellule se chauffe alors à des températures pouvant aller jusqu'à 120 C, de sorte que l'eau adsorbée est désorbée et chassée par les ouvertures 10 et 5 vers l'extérieur. On obtient ainsi une auto-régénération du produit déshydratant 9. Ce dernier est choisi parmi des groduits qui adsorbent de l'eau à des températures al lant jusqu'à 60-70 C environ et qui désorbent de l'eau au-dessus de ces températures, notamment à 100-120 C, Des gels de silices, comme le Silicagel, conviennent particulièrement. Le capteur représenté à la fig. 3 comporte une chambre constituée nar un cadre 21, une fenêtre 22 et un fond 23. La fe nêtre 22, qui est de préférence en verre, est tenue Par un joint @étanche 24. Le verre de la fenêtre 22 est choisi 2our laisser passer un maximum d'énergie thermique du rayonnement solaire. Une plaque métallique 25, ayant une surface adaptée pour absorber un maximum d ' énergie thermique, est montée à 1' inté-- rieur de la chambre. L'intérieur 26 de la plaque 25 est rempli d'eau qui circule (grâce à des chicanes non représentées) le long d'un chemin déterminé. L'eau chauffée est transportée (r-ar un con duit non représenté) vers un échangeur de chaleur (non représenté) et l'eau ainsi refroidie est transportée par un autre conduit (non représenté) vers l'intérieur 26 Je la plaque 25. Cela se fait de manière connue. La plaque 25 est tenue par une fixation 27, et entre la plaque 25 et le fonce 23 est disposé un isolant thermique 2d. Une cellule 29 remplie L'un produit déshydratant 30 est disposée dans la chambre entre la fenêtre 22 et la plaque 25. Cette cellule 29 possède deux ouvertures 31 et 32 communiquant avec l'intérieur de la chambre. L'ouverture 31 est munie d'une valve 33 laissant passer de l'air de la chambre vers l'intérieur de la cellule, ais as en sens inverse, tandis que l'ouverture 32 est munie 'une valve 34 laissant passer de l'air de l'intérieur de la cellule vers la chambre, mais pas en sens inverse. La cellule possède encore une troisième ouverture 35 communiquant avec l'extérieur ue la chambre. Le ca,teur represente fonctionne comme suit Le rayonnement solaire traversant la fenêtre 22 cnauffe la plaque 25 et en même temps l'air dans la chambre. Cet air se dilate et passe par les ouvertures 31 et 35 vers l'extérieur, jusqu'à ce que la pression dans la chambre soit égale à celle ré gnant à l'extérieur. Lorsque le rayonnement solaire cesse, l'air dans la chambre se refroidit, ce qui fait aspirer de l'air de l'extérieur par les ouvertures 35, 32, jusqu'à ce que la pression dans la chambre soit ae nouveau égale à celle régnant à l'extérieur.Lors dupassage à travers la cellule 29, l'air plus ou moins humide venant de l'extérieur est séché par le proouit déshydratant 30. Le produit déshydratant 30, partiellement chargé par de l'eau adsorbe, est régénéré de manière simple lors d'un nouveau chauffage par le-rayonnement solaire. Cette cellule se chauffe alors à des températures pouvant aller jusqu'à -120 0C, de sorte que l'eau adsorbée est désorbée et chassée par l'ouverture 35 vers l'extérieur. On obtient ainsi une auto-régénération du produit déshydratant 30. Ce dernier est choisi panai des produits qui adsortent cie l'eau d des températures allant jusqu'à 60-70 C environ et qui désorbent de l'eau au-dessus de ces températures, notamment @ 100-120 C. Des gels de silice, comme le silicagel, conviennent particulièrement. La cellule 29 ourrait-aussi être dispose à l'extérieur de la chambre. Dans ce cas, les ouvertures 3-1 et 32 coriituunique- raient par des conduits avec l'intérieur de a chambre. I1 faudrait simplement prévoir une disposition telle que la cellule 29 soit chauffée ar le rayonnement solaire. REVENDICATIONS 1. Capteur d'énergie solaire, comportant une chambre fermée par une fenêtre (2,22) laissant passer l'énergie thermique du rayonnement solaire, une plaque (6,25) absorbant cette énergie thermique, disposée à l'intérieur de la chambre, et des moyens pour transporter l'énergie thermique absorbée par la plaque vers l'extérieur de la chambre, caractérisé par une cellule (8,29) remplie d'un produit déshydratant'(9,30), cette cellule (8,29) possédant des ouvertures et/ou des conduits communiquant dtune part avec l'intérieur de la chambre et d'autre part avec l'exté- rieur du capteur de telle manière que l'air chauffé dans la chambre passe à travers une valve vers l'extérieur du capteur, et que l'air froid entrant dans la chambre lors d'un refroidissement de cette dernière passe- par la dite cellule et une autre valve avant de rentrer dans la chambre. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérise en ce que la cellule (8) remplie d'un produit déshydratant (9) est fixée en contact thermique avec la plaque (6) et possède au moins une ouverture (10) communiquant avec l'extérieur de la chambre et un conduit (11) communiquant avec l'espace (12} entre la fenêtre (2) et la plaque (6), et par une valve (13) commandant ce conduit (11) pour laisser passer de l'air de la cellule (8) vers cet espace (12) mais pas en sens inverse, par une ouverture t14) dans la plaque (6), communiquant avec l'extérieur de la chambre, et par une valve (15) commandant cette dernière ouverture (14) pour laisser passer de l'air du dit espace (12) vers l'extérieur, mais pas en sens inversez 3.Capteur selon la revendication 2, caractérisé par un fond (3) disposé à l'oppose de la fenêtre et muni d'une multitude d'ouvertures (5) communiquant avec l'extérieur. 4. Capteur selon la revedication 1, caractérisé par le fait que la cellule (29) possède deux ouvertures (31,32) contrauni- quant avec l'intérieur de la chambre, l'une de ces deux ouvertures étant munie d'une valve (33) laissant passer de l'air de la chambre vers l'intérieur de la cellule, mais pas en sens inverse, l'autre de ces ouvertures étant munie d'une valve (34) laissant passe de l'air de l'intérieur de la cellule vers la chambre mais pas en sens inverse, la dite cellule possédant encore une troi sième ouverture (35) communiquant avec l'extérieur de la chambre. 5. Capteur selon la revendication 4, caractérise par le fait que la cellule est disposée à l'intérieur de la chambre, entre la fenêtre (22) et la plaque absorbante (25-). 6. Capteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la cellule est disposee à l'extérieur de la chambre et que sa première et sa deuxième ouverture (31,32) communiquent par des conduits avec l'intérieur de la chambre. 7. Capteur selon l'une des revendications 1 à 6, carac térisé en ce que le produit déshydratant est un produit capable d'adsorber de l'eau jusqu'à des températures d'environ 60-700C et de désorber l'eau ainsi adsorbée à des températures supérieu- res, notamment à 100 à 120 C. 8.Capteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le produit déshydratant est un gel de silice.