Brevet FR2304875A1 — publié le 19761015

la présente invention concerne la conception de capteurs solaires (appelés également insolateurs) destinés à transformer l'énergie électromagnétique du soleil en chaleur évacuée par un fluide caloporteur. Un capteur solaire est généralement constitué de trois éléments distincts La surface absorbante qui est le plus souvent une enceinte noircie dans laquelle circule le fluide caloporteur ; la couverture transparente chargée de se laisser traverser avec une très faible absorption par les ondes électromagnétiques solaires et de limiter les pertes thermiques en sens inverse depuis la surface ah sorbante jusqu'à l'extérieur ; enfin et éventuellement, les réflecteurs situés sur les côtés de la surface absorbante, ou derrière elle, chargés de concentrer le rayonnement solaire. En outre, le capteur est généralement complété par une isolation arrière poussée. Les dispositifs connus sont composites, fragiles car la couverture est le plus souvent constituée de lames de verre, et surtout de fabrication et de pose coûteuses.De plus, leur implantation a une incidence importante et généralement malheureuse sur l'architecture. L'nsolateur objet de l'invention est robuste, simple à poser, et sa fabrication par extrusion en grande série permet d'abaisser considérablement les coûts d'investissement du chauffage solaire. Sa présentation en profilé souple autorise son intégration dans l'architecture existante sans bouleversements importants par exemple, cet insolateur peut se placer dans les canaux inférieurs des toitures méditerranéennes traditionnelles pour conserver leur aspect tout en récupérant de 10 à 25 de l'énergie solaire qu'elles reçoivent. L'insolateur tubulaire, objet de l'invention, se présente sous la forme d'un profilé en matière thermoplastique chargé de réaliser les trois fonctions essentielles d'un capteur solaire : absorption, effet de couverture transparente et isolante, reflexion. Le profilé peut être obtenu par extrusion, et le polyéthylène (PE) semble être le matériau le mieux adapté, bien qu'il soit possible d'envisager également une fabrication en polyméthacrylate de méthyle (PMNA), en butyral polyvinylique (PUB), ou en polyéthylène téréphtalate (ETP). Le profilé est composé de modules identiques juxtaposés, dont le nombre varie en fonction de l'application prévue pour l'insolateur : 3 à 5 modules sont nécessaires par exemple pour une bande destinée a être placée dans les canaux inférieurs des toitures méditerranéennes. Autre exemple : Un profilé comportant 12 modules sera utilisé pour équiper des couvertures de chalets de montagne constituées de panneaux de bois cloués sur des chevrons d'entr'axe 500 mm. Chaque module comporte un canal tubulaire dans lequel circule le fluide cålopor- teur qui peut être convenablement coloré pour améliorer l'absorption. La face inférieure du profilé, de forme pseudo-parabolique et revêtue d'un film réflec teur, est chargée de réfléchir les rayons solaires incidents vers la zone focale située au voisinage du centre du canal tubulaire. Enfin, la face supérieure constituée de fines lamelles séparées par des couches d'air joue le rôle de couverture. La figure 1 de la planche annexée I-2 montre, à titre d'exemple, la coupe d'un profilé-type conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté, l'insolateur comporte des canaux tubulaires 1 qui contiennent le fluide caloporteur 2. La face inférieure 3 du profilé rejoint la paroi intermodulaire 4 d'où partent plusieurs lamelles 5. I1 peut être placé dans les canaux inférieurs des toitures comme cela est illustré par la figure 2 : le profilé 6 est partiellement recouvert par les tuiles supérieures 7. La figure 3 représente en coupe un des modes de raccordement possibles sur les collecteurs d'entrée et de sortie du fluide caloporteur : Sur le canal tubulaire 1 du capteur 6, l'on vient fixer en atelier ou sur le site par collage ou soudage un tube 8 fileté à son extrémité 9. Ce tube est relié par un raccord taraudé 10 et un tube de cuivre 11 au collecteur galvanisé 12. L'on recouvre ensuite le collecteur et les raccordements par un isolant 13, par exemple en polyuréthane (PUR), qui vient également obturer par collage la partie de l'extrémité du capteur demeurée libre 14. Une bande isolante arrière 15 peut venir compléter le dispositif. Le profilé représenté par la figure 1 comporte quatre modules dont le détail est précisé par la coupe présentée sur la figure 4 de la planche annexée II-2 :,On retrouve le canal tubulaire 1, le fluide caloporteur 2, la face inférieure du profilé 3 recouverte extérieurement d'un film réflecteur 16, et les lamelles 5. L'insolateur, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où l'on désire réchauffer un fluide dont la température est comprise entre -200C et 1200C, grâce à l'énergie solaire. Des applications particulièrement intéressantes peuvent être le chauffage des habitations et la production d'eau chaude sanitaire, ou encore le préchauffage de l'eau alimentaire des chaudières industrielles. BEVENDI CATI 0 1. Insolateur tubulaire, caractérisé par le fait qu'il a la forme d'un profilé en matière thermo plastique souple 2. Insolateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le profilé peut être obtenu par extrusion et qu'alors la même pièce sert à la fois d'absorbeur, de canal tubulaire pour le fluide caloporteur, de couverture et de réflecteur 3. Insolateur selon les revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que la face inférieure du profilé, qui sert de réflecteur, est pseudo-parabolique et revêtue extérieurement d'un film réflecteur 4. Insolateur selon les revendications 1 ou 2 ou 3, caractérisé par le fait que la face supérieure du profilé, qui sert de couverture, est constituée de fines labelles séparées par des couches d'air 5.Insolateur selon les revendications 1 ou 2 ou 3 ou 4, caractérisé par le fait que le profilé est constitué de modules identiques juxtaposés comportant chacun un canal pour le fluide caloporteur, une couverture et un réflecteur 6. Elément d'insolateur, caractérisé par le fait qu'il a la force d'un profilé en matière thermo plastique qui peut être obtenu par extrusion et qui comporte intégralement un conduit pour fluide caloporteur 7. Elément d'insolateur selon la revendication 6, comportant plusieurs fines lamelles, séparées par des couches d'air, qui jouent le rôle de couverture thermique 8. Elément d'insolateur selon les revendications 6 ou 7, comportant une face inférieure de forme pseudo-parabolique, de préférence revêtue d'un film réflecteur 9. Insolateur comportant plusieurs éléments fonctionnant côte à cote, connne revendiqué dans une quelconque des révendications précédentes et pouvant être obtenu par extrusion en une même pièce