Brevet FR2319857A1 — publié le 19770225

L'invention vise, des perfectionnements aux moyens et procédés de chauffage solaire, caractérises d'une part, par la Buse en oeuvre d'un ou plusieurs panneaux dits solaires, perfectionnés en ce qu'ils combinent une sorte de radiateur médian, permettant dJy réaliser ane circulation d'eau ou d'un autre fluide - dit caloriporteur - agissant inversement à la façon d'un évaporateur et qui est enserré entre les bordures périphériques de deux boîtiers formant des carters, avantageusement réalisés par thermoformage de matière plastique et dont l'un au moins est transparent, tandis que I2 autre contient un isolant thermique, par exemple du polyuréthane alvéolé et que finalement de tels panneaux solaires interagissent originalement, d'une part avec un réservoir calorifugé, dit chauffe-eau solaire, ainsi qu'avec un chauffe-eau électrique usuel, qui sont respectivement appropriés pour stocker l'eau échauffée par le soleil et éventuellement surchauffer cette eau, électriquement. On comprendra mieux ces caractéristiques nouvelles, ainsi que d'autres qui s'y rattachent, en se reportant à la description sui sente et aux dessins annexés, montrant à titre d1exemple un mode de mise en oeuvre avantageux, mais nullement limitatif, à l'égard duquel: La Fig.1 représente, une vue en perspective d'un panneau solaire, perfectionné conformément à l'invention. La Fig.2 représente, une coupe schématique de profil et à plus grande echelle du bord périphérique, d'un panneau solaire selon la Fig. 1 La Fig.3 représente, une vue en perspective à plus petite échelle de deux panneaux solaires conformes à l'invention, convenablement incorporés dans une toiture. La Fig.4 représente une vue schématique de profil d'un tel panneau solaire, montrant qu'il peut avantageusement Titre incliné à 45 par rapport au plan horizontal. La Fig.5 représente, une coupe schématique de la toiture avec panneau solaire incorpor, selon la ligne a-a de la Fig.3 et dans le sens des flèches. La Fig.6 représente, le schéma d'interaction conforme à l'invention, entre les panneaux solaires précités et des réservoirs de stockage d'eau calorifugés, dont le dernier réalise une surchauffe éventuelle, électriquement. La Fig.7 représentes une vue schématique, à plues grande échelle du ler réserver de stockage d'eau combiné à un échangeur annu laire de chaleur, disposé à sa partie inférieure. Selon les FigsO7 et 2, on a un panneau solaire -1-, caracterisé par le fait, qu'il est très simplement et économiquement çonsti- tué par la combinaison d'un radiateur plat médian -2-, permettant la circulation et l'échauffement par le soleils d'un fluide dit caloriporteur, dans le sens des flèches -3-, entre ses parois -4- et -5- avantageusement alvéolées, ainsi que c'est montré sur la Fig.t de façon à augmenter d'autant les surfaces d'échanges, tandis que la couleur noire ou du moins sombre de la paroi -4- facilite l'ab sorption du rayonnement du soleil, en combinaison avec un effet dit de "serre" obtenu par l'effet du carter transparent, ou du moins translucide, du carter supérieur -6- avantageusement réalisé par thermoformage de matière dite plastique appropriée, ce qui permet d'y former du meme coup des nervures do rsidissement, sans frais supplémentaires. Enfin ce panneau solaire est complété par un carter inférieur destiné à contenir un isolant thermique -7- par exemple en mousse de polyuréthane, ce qui évite les déperditions de chaleur par le dit carter inférieur -8-. Accessoirement les Fîgs.3 et 5, ainsi que la Fig.4 montrent que de tels panneaux préfabriqués peuvent ttre facilement répartis ou mtme incorporés dans une toiture et il convient d'ajouter que s' il est avantageux de les orienter à 45O par rapport an plan horizontal, toutes autres orientations demeurent également possibles. D'autre part, la Fig.6 montre l'interaction avantageuse et conforme à lJinventions entre un ou plusieurs panneaux solaires, tels que décrits ci-dessus -1 avec des stockages d'eau successifs, dont l'originalité réside d'une part dans le mode de construction du réservoir calorifugé -9-, en ce que d'abord sa cuve interne -10est combinée avec un échangeur de chaleur annulaire, dtune grande surface active -11- et où la circulation du liquide échauffé par le soleil, cède ainsi sa chaleur au liquide contenu dans le réservoir -10- tandis que cet échange est réglé par une section variable de la tubulure d'entrée, qui est déterminée par le clapet thermostatique -12- tout en étant complété par l'effet de la pompe de circulation -13- et de son clapet de retenue -14-, situés ensemble sur la tubulure de sortie. Cette interaction est en outre complétée, en amont, par le vase d'expansion -15- et un thermostat d'asservissement -16-, disposés ensemble à la partie supérieure du panneau solaire -1- avec un réglage tel que ce thermostat permet la rotation de la pompe dès que, dans cette région, le fluide caloriporteur atteint une température prédéterminée, tandis qu'en aval, le fluide ainsi mis en circulation dans l'échangeur annulaire -11-, cède alors sa chaleur à l'eau plus froide du réservoir -10-, qui en s'échauffant tend à s'élever et à se stocker à la partie supérieure, d'ou par une tubu- lure appropriée elle peut entre transférée à la partie inférieure du chauffe-eau électrique - dit à accumulation -17-, pour y entre éven tellement "surchauffée" électriquement, par l'effet de la résistance blindée usuelle -18- asservie par le thermostat -19-, tandis que le clapet anti-retour -20- évite tout transfert de chaleur inverse, de même que le clapet -21- disposé sur la tubulure d'admis- sion d'eau de la ville. Avec cette interaction dlensemble, pour obtenir un fonctionne- ment correct de l'installation, il suffit que d'une part, le clapet thermostatique -12- soit approprié pour rétrécir le passage du flui de, si sa température est faible et au contraire l'ouvrir, 5i Si elle est élevée, d'autre part, de régler le thermostat -16- à un seuil convenable, par exemple 50 centigrades, de façon à faire fonctionner la pompe de circulation -13-, lorsque cette température est atteinte, enfin de régler le thermostat -19- du chauffe-eau -17- à une température relativement basse, par exemple 60 , pour éviter toute surchauffe superflue. En effet, il est facile de comprendre qu'avec de telles condi tions d'interaction: D'une part, en ce qui concerne le panneau solaire -1-, dès qu' un rayonnement suffisant du soleil sera absorbé par son radiateur médian -2-, il s'échauffera ainsi directement par sa face supérieu re -4-, avantageusement de couleur sombre et de plus indirectement, par conduction et par convection, ce qui est généralement appelé "effet de serre gracie à 11emboitement de ce radiateur entre son carter transparent supérieur -6- et son carter inférieur -8- qui est rempli d1un isolant thermique -7-. par exemple de la mousse de polyuréthane. D'autre part, dès que cet échauffement sera suffisant pour qu' à sa partie supérieure, le fluide caloriporteur du radiateur -2atteigne le seuil prédéterminé de 500 par exemple, cecl entraanera la mise en circulation du fluide, par l'effet du thermostat -16actionnant électriquement le moteur de la pompe -13-, du il resultera un transfert de chaleur, par l'échangeur annulaire -1 1, ainsi que cela. a déjà été dit plus haut. n outre, comme c'est la fraction la plus chaude de l'eau ainsi chauffée dans le réservoir -10-, qui par gravité tendra à se stocker vers le haut et ainsi à être transférée - en cas de puisage - par la tubulure correspondante qui est appropriée pour l'amener à la partie inférieure du chauffe-eau électrique -17-, ce n'est que dans la mesure ou ce préchauffage solaire serait insuffisant, pour l'utilisation recherchée et par exemple inférieur à 600, que l'eau serait alors "surchauffée" par le chauffe-eau électrique -17-, de façon A obtenir ainsi la temperature normale d'utilisation, mais en réduisant d'autant l'apport de chaleur électrique. Enfin, bien que ce soit évident, il est en outre précisé que l'invention ne se limite pas aux seules combinaisons de moyens et procédés, ainsi explicitement décrites et représentées, ni à la seule application évoquée, à simple titre d'exemples, pour matérialiser l'invention mais que, bien au contraires son domaine s'étend expressément à toutes les variantes d'exécution ou d'application et notamment celles mettant en oeuvre des matériaux, moyens et procédés équivalents ou simplement comparables, dans le but de réaliser les produits industriels perfectionnés et caractéristiques de l'in- vention. REVENDICATIONS 1 - DISPOSITIF de chauffage solaire, caractérisé par le fait qutil comporte un ou plusieurs panneaux solaires, d'lule constitution originale combinant: un radiateur plat médian, où circule le fluide dit caloriporteur avec deux carters qui l'enserrent et sont avantageusement réalisés, par thermoformage de matières plastiques, au au moins étant transparent ou translucide, tandis que l'autre contient un isolant thermique. 2 - DISPOSITIF selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le ou les panneaux solaires, interagissent originalement avec un réservoir calorifuge pour réaliser le stockage de la chaleur apportée par le rayonnement solaire, par sa combinaison avec un échangeur de chaleur annulaire, à grande surface d'échange, ainsi qu'avec un clapet thermostatique et une pompe de circulation, dont le moteur électrique est asservi par un thermostat. 30- DISPOSITIF selon la revendication 20, caractérisé par le fait que le réservoir de stockage d'eau échauffée par le rayonnement solaire est combiné avec une tubulure de trop-plein à son niveau supérieur, qui est reliée au bas de la cuve d'-,ln chauffe-eau électrique à accumulation, tandis que ce dernier est réglé de façon à ne surchauffer électriquement l'eau que dans le cas ou son pre- chauffage solaire est insuffisant pour l'utilisation recherchée.