Brevet FR2292199A1 — publié le 19760618

La présente invention a pour objet une installation agencée de manière à assurer, dans des conditions de simplicité et de prix de revient particulièrement favorables, le captage de l'énergie solaire, le stockage des calories ainsi récupérées et leur distribution rationnelle aux utilisateurs au fur et à mesure des besoins. L'installation suivant l'invention est principalement remarquable en ce quelle comprend en combinaison une série de capteurs solaires du type à eau chaude reliés au système de distribution d'utilisation, une série de capteurs solaires à air chaud, une enceinte pour le stockage de cet air chaud, et un échangeur air-eau pour le réchauffage par l'air chaud stocké d'une quantité supplémentaire d'eau lorsque la production d'énergie des capteurs à eau est insuffisante pour subvenir aux besoins de l'utilisation. Conformément à un mode de mise en oeuvre préféré de la disposition qui précède, I1 enceinte pour le stockage de l'air chaud est constituée par un tas ou amas de graviers à section substantiellement trapézoidale, protégé par une couverture isolante ; dans cette couverture il est prévu une gaine principale disposée sur la face supérieure de l'ensemble, ainsi qu'unie gaine additionnelle située à mi-pente de celui-ci en vue de l'admission de l'air chaud à une température réduite.L'installation est avantageusement complétée par un système permettant de stocker l'eau chaude fournie par les capteurs solaires en quantité éventuellement supérieure aux besoins des utilisatéurs ; ce système comprend un premier forage débouchant dans une zone perméable du sol en forme de lentille, ltespace intérieur de celle-ci étant mis sous pression à travers un second forage. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l t invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. La figure unique de ce dessin illustre schématiquement ltagencement général d'une installation suivant ltinvention. Comme indiqué ci-dessus, cette installation comprend en premier lieu une série de capteurs solaires 1 du type à eau, alimentés par le refoulement dTune pompe 2. L'eau ainsi portée à une température élevée est recueillie dans une canalisation 3 reliée par une canalisation 4 au système de distribution 5. L'installation est également équipée d'une série de capteurs solaires 6 du type à air chaud. Ces capteurs 6 sont alimentés par une soufflante 7, l'air étant recueilli par un collecteur 8 pour etre admis dans une canalisation 9. Conformément à une disposition particulièrement avantageuse, on prévoit des abris transparents 10 dont chacun est agencé de manière à recevoir un capteur à eau 1 et un capteur à air 6. La canalisation 9 parcourue par l'air chaud à haute température aboutit à une enceinte de stockage il constituée par un tas de graviers 12 à section substantiellement trapézoldale. Ce tas 12 est surmonté par une couverture isolante 13 dont les bords inférieurs laissent à découvert la base du tas précité ; la couverture 13 peut être constituée par une couche de laine de verre protégée par une talle ou similaire. On notera que la canalisation 9 débouche dans une gaine longitudinale 13a prévue dans la partie supérieure de la couverture 13 ; cette dernière est agencée de manière à présenter également une gaine additionnelle 13b prévue à mi-pente sur l'un au moins des cotés de l'enceinte 11. Une canalisation 14 permet de relier, lorsque désiré, la gaine 13b à la canalisation 9. L'installation suivant l'invention comprend encore un échangeur de chaleur 15 comportant un circuit primaire susceptible d'erre relié par une conduite 16 à la canalisation d'air chaud 9 susvisée la circulation dans ce circuit primaire est assurée par un extracteur 17 qui refoule dans l'atmosphère extérieure. Le circuit secondaire de l'échangeur 15 est relié à une source d'eau par une canalisation 18 sur laquelle est prévue une pompe 19 pour le refoulement de l'eau dans l'échangeur ; l'eau qui sort de cet échangeur 15 est ramenée à la canalisation 4 par une canalisation 20.On notera enfin que cette canalisation 4 peut, lorsque désiré, entre mise en communication avec un forage 21 qui aboutit dans une lentille géologique 22 ; une telle lentille est constituée par une zone perméable située à une profondeur importante et entourée par des roches imperméables. Dans la lentille 22 débouche un second forage 23 associé à un compresseur à gaz 24 qui est destiné à mettre sous pression l'espace intérieur de ladite lentille. Sur le forage 21 est prévue une pompe à eau 25 du type réversible. L'utilisation et le fonctionnement de l'installation ci-dessus décrite se comprennent aisément. Aux heures ensoleillées de la journée, les capteurs 6 réchauffent l'air qui leur est amené par la soufflante 7 en le portant à une température très élevée ; cet air est injecté par la canalisation 9 dans la gaine supérieure 13a de l'enceinte 11 de façon à réchauffer le gravier 12 et à être en quelque sorte stocké par celui-ci. De la meme manière, les capteurs 1 assurent l'élévation de la température de l'eau qui leur est fournie par la pornpe 2 ; l'eau chaude est alors envoyée au système de distribution 5 à travers les canalisations 3 et 4.On notera que dans le cas où les capteurs 1 fourniraient une quantité d'eau chaude supérieure aux besoins, le supplément serait injecté par la pompe 25 dans le forage 21 pour être stocké à l'intérieur de la lentille 22 mise sous pression par le compresseur 24, la pression de refoulement de ladite pompe 25 étant bien entendu supérieure à celle régnant dans la lentille 22. Aux heures de la journée où l'ensoleillement est plus réduit par suite de la position du soleil (début et fin de chaque journée) ou dtun temps couvert, le rendement des capteurs 1 et 6 est évidemment inférieur. L'air recueilli par le collecteur 8 et la canalisation 9 présente une température moins élevée et il est alors injecté par la canalisation 14 dans la gaine additionnelle 13b ; l'introduction de cet air à mi-pente du tas de gravier 12 n'exerce aucun refroidissement dans les couch-es supérieures très chaudes de ce tas et évite de la sorte toute perte de rendement calorique par mélange. Pour maintenir à la mme température que précédemment l'eau qui parcourt la canalisation 3, il est nécessaire de réduire le débit de la pompe 2 associée aux capteurs 1 ; pour compléter le débit de la ca canalisation 4, il y a lieu de mettre en marche l'échangeur 15. A cet effet ltextracteur 17 exerce une dépression dans la gaine 13a, ce qui a pour résultat que de l'air frais pénètre dans le tas 12 à partir de la base de celui-ci pour traverser l'échangeur 15 et etre expulsé à état frais dans l'atmosphère extérieure. L'eau prélevée dans le réseau par la pompe 19 est ainsi réchauffée et elle est injectée 1 ans la canalisation 4 à travers la canalisation 20. Il va de soi que si l'on dispose d'une quantité d'eau chaude suffisante dans la lentille 22, on peut se dispenser de faire fonctionner l'échangeur 15 puisque pour compléter le débit de la canalisation 4, il suffit de prélever une quantité appropriée d'eau dans ladite lentille à l'aide de la pompe 25. En tout état de cause, aux heures à ensoleillement nul, les besoins du système de distribution 5 sont assurés par le seul échangeur 15 à la manière sus décrite. L'invention permet donc bien de récupérer l'énergie solaire et de permettre le stockage des calories ainsi obtenues dans des conditions excellentes. Il va de soi que ltenceinte de stockage 11 doit présenter de très grandes dimensions de façon à etre en mesure de conserver une quantité suffisante de calories pour subvenir aux besoins des utilisateurs lors des périodes d'ensoleillement réduit ou nul. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qutà titre d'exemple et quelle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Installation pour le captage, le stockage et la distribution de calories solaires, caractérisée en ce quelle comprend en combinaison une série de capteurs solaires du type à eau chaude reliés au système de distribution d'utilisation, une série de capteurs solaires à air chaud, une enceinte pour le stockage de cet air chaud, et un échangeur air-eau pour le réchauffage par l'air chaud stocké d'une quantité supplémentaire d'eau lorsque la production d'énergie des capteurs à eau est insuffisante pour subvenir aux besoins de l'utilisation. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte pour le stockage de l'air chaud est constituée par un tas ou amas de graviers à section substantiellement trapézoldale, protégé par une couverture isolante. 3. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que dans la partie supérieure de la couverture isolante est ménagée une gaine principale d'injection et de prélèvement qui est reliée sélectivement aux capteurs à air chaud et à l'échangeur air-eau. 4. Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la couverture isolante comporte une gaine additionnelle située à mi-pente du tas de graviers en vue de ltinjectîon de l'air chaud à une température réduite. 5. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un premier forage débouchant dans une zone ou lentille du sol et dont l'espace intérieur est mis soqs pression à travers un second forage, le premier forage étant relié au système de distribution d'utilisation par une pompe du type réversible.