Brevet FR2314454A1 — publié le 19770107

DESCRIPTION ai Perfectionnement dans les systèmes de captage solaire par panneaux permettant 10 une réduction de la longueur de tubes chauffés et par conséquent de la surface des panneaux pour le même stockage de quantité de chaleur. 20 de concevoir également des installations avec des tubes ayant chacun leur propre enveloppe, ce qui créerait simultanément effet de serre et un effet de focalisation ou de réflection dans les zo- nes inférieures du tube non directement exposées aux rayons solaires b/ La présente invention concerne les panneaux solaires dans la fa çon de les concevoir, ainsi que la réalisation d'ensembles de (tube unitaire + enveloppe) formant un tout comparable aux panneaux solaires connus mais de rendement accru. c/ Toutes les techniques actuelles pour les panneaux solaires, qu'ils soient constitués par : des tubes de cuivre, d'acier, d'aluminium ou autre métal peints en noir mat ou recouverts d'une plaque de métal noirci, des radiateurs peints en noir mat ou tout autre matériel dans lequel se fait la circulation de l'eau ou tout autre liquide (véhicule stockeur de chaleur). sont basées sur la seule exposition directe aux rayons solaires et sur l'effet-serre dont les fait bénéficierla vitre interposée entre les rayons solaires et la surface métallique atteintepar les rayons solaires par contact direct : ces techniques actuelles ne permettent donc que de chauffer directement au maximum 50% de la surface totale enveloppant le liquide à chauffer. d/ le dispositif selon l'invention permet d'une part d'augmenter considérablement la proportion de la surface enveloppante contenant le liquide, chauffée par les rayons solaires en additionnant, à la chaleur donnée par les rayons directs comme dans le paragraphe précédent C) la chaleur fournie par le contact indirect d'autres rayons solaires; dans celui-ci en effet: outre la partie directement exposée aux rayons solaires l'autre partie de l'enveloppe contenant le liquide peut. selon le ehoix du tracé du profil enveloppant les tubes recevoir 10 partiellement cas de la fig 1 par exemple 20 ou dans sa totalité cas de la fig 2 des rayons solaires dune manière indirecte. e/ le choix des moyens mis en oeuvre permet ces résultants. En effet: 10 le tracé d'un profil de miroir réfléchissant tel que celui décrit par la fig 1 auquel on pense tout d'abord, profil de section parabolique de distance focale f= 2 x0 F avec F comme foyer, pour l'enveloppe 2 portant la matière réfléchissan- te 1 qui peut ètre soit un dépot de métal poli (aluminium par e em- ple ou quelque autre produit ayant un pouvoir réfléchissant adéquat) soit une feuille de métal poli (genre inoxydable, ou feuille d'alu poli, par exemple ou tous autres métaux ou matières remplissant les conditions requises), enveloppant les tubes 3. assure un accroissement de la surface de tube 3 chauffée représenté sur la fig 1 par les arcs A C et A'C' ainsi donc la surface chauffée de chaque tube serait C A B A'C', par les rayons solaires compris entre SI et S3 et S'1 et S'3, venant ajouter leur effet par reflection focalisée sur l'arc de parabole, les recevant, à ceux compris entre 53 et 5'3 lesquels chauffent directement le tube 5 sur les 1800 de l'arc A B ' 2 une recherche de meilleur résultat aboutit à l'adoption d'un profil de section enveloppante 1 telle par exemple que celle représentée par la fig 2. Ce profil dans le cas de l'exemple est constitué par 2 plans symétriques a c, a' c' inclinés approximativement à 300 sur l'axe X Y, raccordés par deux tronçons verticaux symétriques cd et c'd' à deux plans, de, d'e' inclinés à 450 sur X Y, eux-mêmes raccordés au plan ee' refermant l'enveloppe 2 sur le tube 3, la matière polie réfléchissante 1 étant superposée au profil enveloppant 2 le cholx de ce profil permet de chauffer intégralement toute la surface extérieure du tube 3. le rendement calorifique théorique est donc doublé par ce moyen il en découle donc logiquement une réduction de la surface nécessaire de panneaux solaires pour les mêmes données que pour les panneaux réalisés par les techniques qualifiées d'actuelles, ou issues des techniques de l'effet-serre additionné au seul effet des rayons solaires frappant directement la surface supérieure des enveloppes contenant le liquide. La fig 3 représente une portion de panneau solaire d'un nombre N de tubes parallèles conçu selon notre invention, c'est-à-dire que, aux éléments déja connus de ces panneaux tels que l'enveloppe rigide de base et latérale 5, contenant la matière isolante enveloppant les tubes 3 s'ajoutent la forme géométrique du profil 2 de cette matière isolante, et l'effet réfléchissant dû à la matière 1 déposée sur 2; quant à l'effet-serre il est obtenu d'une manière que nous qualifierons de classique par un verre approprié 4; les axes X Y sont dirigés vers le soleil, faisant comme il est généralement recommandé un angle X avec llhorizontale tel que t = latitude du lieu + 100 (comme dans l'exemple d'application Fig 5 ouverture de balcon utilisée pour installation du système de captage solaire); dans toutes les figures le centre F du tube represente la trace sur un plan vertical de l'axe de chacun des tubes. f/ le dispositif selon llinvention peut permettre d'autre part de considérer chaque tube, à volonté, comme partie indépendante du toutt constitué habituellement par le panneau solaire selon la conception des techniques actuelles, par la possibilité décrite sur la fig 4 et la coupe grossie de la fig 5 d'orienter à volonté l'axe X Y par rapport à l'aie Ai' du tube 3 qui, lui, est considéré comme fixe (et il l'est logiquement dans les installations à tubes métalliques qu'ils soient soudés, ou vissés) : en tout lieu et à tout moment l'utilisateur peut corriger l'orientation de X Y en desservant les colliers extrêmes des tubes réunissant les demi-gaines, dont logi quesent eeraient constitués les ensembles 1,2,5 et 6 tournant autour du tube 3 dans le cas de la fig 4, après chaque correction il resserrerait les colliers dès que la direction de X Y lui semblerait satisfaisante; dans le cas cù le système tube 3 contenant le liquide serait constitué de tubes vissés, on pourrait concevoir l'ensemble des pièces 1,2,5 et 6 de section entièrement circulaires, et l'assemblage aurait lieu à l'enfilade avant serrage et montage des portions de tubes et coudes, tels que dans la fig 5; dans ce cas tout comme dans la fig 4 la partie extérieure d'enveloppe 6 est perméable aux rayons solaires et a le mie r81e que la vitre 4 dans le système panneau de la fig 3, (en ce qui concerne la pièce 6 en par ticulier, dans le cas où la matière et l'épaisseur dont elle serait constituée dévierait trop les rayons solaires non orthogonaux, en raison de la rétraction, elle pourrait etre conçue de manière à ce que la partie supérieure au dessus du tube soit plate c 'est-à-dire qu'elle complète les 2 arcs latéraux servant à pincer la pièce 5 par une paroi perpendiculaire à l'aie X Y), On aboutit ainsi comme le montre la fig 5 à la réalisation d'un chauffage solaire pouvant répondre à un souci d'esthétique architecturale, en le logeant dans l'évidement maçonné d'un balcon, 7 et 8 sent des canalisations et des coudes fixes isolés; 9 est le seul tube de métal ayant la seule fonction d'accoudoir de balcon, 10 est la maçonnerie limitant le balcon dans laquelle se situent les fixations 14; le niveau de l'étage étant représenté par le pointillé 12. REVENDICATIONS 1 Dispositif de captage d'énergie solaire par effet de serre comportant une enceinte fermée, dont la partie faisant face au soleil est vitrée; dans cette enceinte se trouvent des tubes servant à véhiculer un liquide caloporteur; ces tubes sont noircis et reçoivent le rayonnement solaire direct; ce dispositif est caractérisé par le fait que les tubes reçoivent en outre un rayonnement solaire rndi- rect renvoyé par des surfaces réfléchissantes placées sur les côtés et sous les tubes. 2 Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé en ce que les surfaces réfléchissantes placées sur les côtés et au dessous des tubes sont d'une forme parabolique. 3 Dispositif selon la revendication 2 Caractérisé en ce que les surface réfléchissantes sont des plans inclinés a un degré tel que les rayons eclaires qui les frappent voient renvoyés sur les tubes pour en couvrir totalement la périphérie non couverte par le rayonnement solaire direct. 4 Dispositif selon la revendication 3 Caractérisé par le fait q;Le la partie isolante au dessous et sur des côtés des tubes doit être recouverte d'une matière réfléchissante telle que du méral ou autre produit ayant le pouvoir réfléchissant requis. @ Dispositif selon la revendication 4 @aractérisé p@@ le fait que ces surfaces réfléchissantes peuvent être posées au dessus ou sur la matière is@lante elle-même entourant les tubes latéralement et au dessous. 6 Dispositif selon la revendication 5 Caractérisé par le fait que l'on peut con@@iérer chaque partie rectiligne de tube à section circulaire comme un capteur solaire indépendant en complétant l'enceinte formes par la partie isolante située au dessous et sur les côtés du tube, avec ou sans surfaces réfléchissantes, par une enveloppe perméable aux rayons solaires : cette enceinte fermée autour du tune constituant une gaine. 7 Dispositif selon la revendication 6 Caractérisé par le fait que la gaine fermée autour d'un tube peut autre orientée dans n'importe quelie direction autour de l'axe de rotation constitué par le tube capteur lui-même grâce à un système de paliers d'extrémités solidaires de la gaine, paliers dont le rôle peut être aussi de compléter l'étanchéité aux extrémités. 8 Dispositif selon la revendication 7 Caractérisé par le fait que plusieurs éléments gaine + tube capteur, peuvent autre raccordés sous forme de ligne continue rappelant celle d'un serpent, ou sous forme de barreaux de grille raccordés en pa rallble à leurs extrémités à une circulation commune du liquide stockeur de chaleur, consti tuant ainsi une nouvelle forme de panneaux capteurs d'énergie solaire possédant seuls, du fait de leur exclusive possibilité d'orientation des gaines de captage autour des axes que constituent les tubes considérés comme fixes, l'aptitude à remplir convenablement leur rtle,même en les fixant, sous n'importe quel angle entre O et 900 autour de l'horizontale sensiblement parallèle au parcours apparent du soleil, permettant ainsi de répondre à des considérations de soucisd'esthétique provoqués par les problèmes de 1 1environnement.