Brevet FR2291462A1 — publié le 19760611

L'invention se rapporte à un collecteur solaire à surface absorbante de réception du rayonnement solaire. les collecteurs solaires de production de chaleur sont mis en général en des emplacements exposés de bâtiments et recoivent le rayonnement solaire incident. En général,un caloporteur qui circule dans le collecteur dirige la chaleur produite sur un accumulateur et/ou un appareillage utilisateur. Il peut se produire que la quantité d'énergie absorbée soit supérieure à la quantité de chaleur momentanément nécessaire ou accumulable pendant les périodes de faible consommation de chaleur ou pendant les jours d'été extrmement chauds. Dans ce cas, le caloporteur peut atteindre dans le collecteur solaire des températures élevées qui peuvent être g8nantes et/ou inadmissibles. le fluide caloporteur peut aussi s'échauffer de manière inadmissible en particulier pendant les périodes de vacances d'été pendant lesquelles les installations de production d'eau chaude à rayonnement solaire sont arrêtées en raison de l'absence des habitants de la demeure, ce fluide restant immobile dans les collecteurs solaires et ceux-ci et/ou ce fluide lui-m8me risquant d'entre surchauffés. l'invention a donc pour objet un collecteur solaire qui absorbe une quantité de chaleur automatiquement réduite, de manière simple-et fiable, aux températures élevées. Selon une particularité essentielle de l'invention, la surface d'absorption est enduite au moins dans certaines zones d'une couche d'un colorant dont la teinte change à une température ou dans une plage déterminée de températures, cette teinte favorisant l'absorption du rayonnement solaire aux températures inférieures à son point ou sa plage de changement, mais qui, lorsque la température monte au delà de ce point ou de cette plage, change de manière réversible de teinte, celle-ci n'autorisant pas ou que faiblement l'absorption du rayonnement solaire, le colorant étant adopté de manière que son point ou sa plage de changement de teinte corresponde à la température maximale ou maximale admissible voulue de service du collecteur solaire. La surface du collecteur recevant le rayonnement solaire est donc enduite au moins par zones d'une couche d'un colorant dont l'absorption du rayonnement change à une température déterminée ou dans une petite plage déterminée de température. Dans la plage voulue de service du collecteur, au moins, la teinte favorise l'absorption du rayonnement solaire, mais lorsque la température monte au delà de la plage de service, la teinte change et prend au moins une nuance qui ne permet pas ou pratiquement pas l'absorption du rayonnement. La surchauffe du collecteur et du fluide caloporteur est ainsi évitée. le colorant utilisé à point ou plage de changement de teinte en fonction de la température peut entre une couleur connue de mesure de température ou des cristaux liquides de type connu.Il faut tenir compte, lors de leur choix, que les changements de teinte doivent vitre réverisbles et qu'aulx températures de service, la (ou les) teintes doivent toujours favoriser l'absorption, cette teinte changeant et n'autorisant pas ou n'autorisant qu'à peine l'absorption lors du dépassement de température de service, et inversement. La limite supérieure de la température de service est fonction essentiellement du fluide caloporteur et de l'ensemble de l'installation, dans de nombreux cas, elle est d'environ 90 O, mais elle peut aussi être plus élevée ou plus basse. Ce mode de réalisation de la ou des surfaces d'absorption du rayonnement solaire d'un collecteur évite de manière simple la surokauffa de ce dernier. La couche de colorant est avantageusement mince par rapport à l'épaisseur de la paroi qui forme la surface d'abserption de manière que la résistance thermique de cette couche reste faible en régime de chauffage. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé a titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est une coupe transversale partielle schématique d'un collecteur solaire. le collecteur solaire comporte un panneau frontal 5 qui forme la surface d'absorption du rayonnement. Celle-ci est enduite d'une couche 4 par exemple de couleur de mesure de température ou de cristaux liquides. Une vitre 2 placée à distance de la couche 4 forme avec celle-ci un interstice 3. Une cavité 6 destinée au caloporteur sépare le panneau arrière 7 et le panneau antérieur 5. Le panneau arrière 7 comporte par ailleurs une isolation 8 destinée en particulier à empocher les pertes de chaleur. l'insterstice 3 délimité par la vitre 2 devant le panneau antérieur du collecteur solaire a une fonction analogue à celle de l'isolation 8. Cet insterstice forme avec la vitre 2 une isolation qui toutefois laisse passer les rayons incidents I du soleil, mais qui diminue les pertes de chaleur par convexion. La température du fluide caloporteur se trouvant dans la cavité 6 et le rayonnement solaire 1 déterminent la température de la couche 4. Lorsque la température du fluide caloporteur reste en service inférieure au point de changement de teinte de la couche 4, par exemple inférieure à 900C, cette couche prend par exemple une teinte sombre qui favorise l'absorption du rayonnement solaire le rayonnement solaire incident 1 est donc absorbé et le panneau frontal 5 transmet la chaleur au fluide caloporteur. lorsque la couche 4 atteint une température qui correspond au point ou à la plage de changement, sa teinte se modifie. Celle-ci devient par exemple claire et occasionne peu d'absorption de chaleur, c'est-à-dire que le rayonnement solaire est pratiquement réfléchi. L'apport de chaleur au fluide caloporteur est donc fortement réduit et sa surchauffe est pratiquement exclue. Lorsque le fluide caloporteur se refroidit, par exemple par suite d'absorption de chaleur du circuit raccordé, la teinte de la couche redevient sombre et lui confère à nouveau de bonnes propriétés d'absorption de chaleur après passage par le point de changement. Ce changement de teinte se-reproduit à chaque fois que la température atteint le point correspondant; le collecteur solaire absorbe donc la chaleur en fonction de la température sans aucun appareillage ni aucun mécanisme particulier de régulation. Il va de soi que le collecteur solaire décrit et représenté peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVEDWICATIONS 1. Collecteur solaire à surface d'absorption du rayonnement du soleil, caractérisé en ce que la surface d'absorption est enduite au moins dans certaines zones d'une couche d'un colorant dont la teinte change à une temp~rature déterminée ou dans une plage déterminée de température et dont cette teinte favorise l'absorption du rayonnement solaire aux températures inférieures au point ou à la plage de changement, mais qui, lorsque la température monte au delà de ce point ou de cette plage, change de teinte de manière réversible en devenant incapable ou faiblement capable d'absorber le rayonnement solaire, le colorant étant adopté de manière que son point ou sa plage ae changement de teinte corresponde à la température maximale voulue ou maximale admissible de service du collecteur solaire. 2. Collecteur solaire selon la revendication l, caractérisé en ce que la couche de colorant est mince par rapport à l'épaisseur de la paroi qui forme la surface d'absorption.