Brevet FR2313644A1 — publié le 19761231

Les installations de type connu de production d'eau chaude par l'énergie solaire comportent un panneau, dit "capteur", exposé au rayonnement solaire, et dans lequel circule un fluide qui s'échauffe sous l'influence de ce rayonnement, et qui est envoyé en circuit fermé, par une pompe, dans un échangeur de chaleur disposé dans un ballon ou réservoir contenant l'eau à échauffer. Ce ballon comporte, en outre, des résistances électriques chauffantes d'appoint, qui sont mises en circuit par un thermostat, lorsque la température de l'eau tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée. Il faut remarquer toutefois que, dans ce type d'appareil, dès que l'on vient de soutirer du ballon une certaine quantité d'eau chaude, qui a été remplacée par de l'eau froide, le thermostat agit pour mettre en circuit les resistances électriques d'appoint, qui fournissent de l'énergie coûteuse, et ceci même si le fluide, dans le capteur, est à une température élevée et aurait pu fournir gratuitement cette énergie. Le dispositif selon l'invention permet d'éviter ce grave inconvénient, et assure donc un fonctionnement beaucoup plus ration nel et économique de l'invention. Ce dispositif est caractérisé essentiellement par le fait qu'il comporte deux ballons, au lieu d'un seul, à sabir un premier ballon, qui contient l'échangeur précité, et à la partie inférieure duquel est amenée l'eau froide, et un second ballon, qui contient la résistance d'appoint et son thermostat, et à la parte supérieure duquel est soutirée l'eau chaude, une canalisation auxiliaire reliant la partie supérieure du premier ballon à la partie inférieure du second ballon. De préférence, pour obtenir une circulation naturelle de l'eau, les deux ballons sont superposés, le premier ballon étant situé au-dessus du second ballon. Le dispositif selon l'invention est complété par deux palpeurs de température, disposés respectivement dans le premier ballon et dans le panneau capteur, et dont les informations commandent, par l'intermédiaire d'un mini-calculateur électronique, la mise en marche ou l'accélération d'une pompe de circulation dans le circuit du fluide soumis à l'action solaire, selon un processus qui sera exposé ci-après. La figure ci-annexée représente, de façon simplifiée et à titre d'exemple nullement limitatif, le schéma d'une forme possi ble de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur cette figure, I désigne le panneau capteur solaire, dans lequel circule un fluide qui, en l'occurence, est le même que l'eau à réchauffer, et 2 et 3 désignent respectivement les ballons supérieur et inférieur. Le circuit de circulation du fluide "solaire" est le suivant partant d'une canalisation 4 connectée à la canalisation 5 d'arri vée d'eau froide, il arrive au panneau solaire par une canalisation 6 et en ressort par une canalisation 7 qui l'amène à un échangeur de chaleur 8 situé dans le ballon 2 ; à la sortie de cet échangeur, il est amené par une canalisation 9 à une pompe de circulation 10 qui le ramène à la canalisation 4, son circuit étant ainsi fermé. Un manomètre 11, un vase d'expansion 12, et une soupape tarée de sécurité 13 complètent ce circuit. Quant au circuit d'eau à chauffer, il est le suivant L'eau froide est amenée par la canalisation 5 au fond du bal lon supérieur 2, se réchauffe dans celui-ci sous l'action de l'é changeur 8, et liteau chaude sort, à la partie supérieure du balion 2, pour être amenée par une canalisation.14 à la partie inférieure du ballon 3. Enfin, de la partie supérieure de ce dernier, elle s'écoule par une canalisation 15 vers l'utilisation. Une résistance électrique chauffante 16, associée à un.in- terrupteur-voyant 17, est disposée dans le ballon 3, ainsi qu'un thermostat 18 et un thermomètre 19. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un pal peur de température 20 et un palpeur de température 21 sont disposés respectivement dans le bas du ballon 2 et dans le panneau solaire 1, et sont connectés, ainsi qu'un.interrupteur-voyant 22, à un régulateur électronique 23 qui commande le fonctionnement de la pompe de circulation 10 du circuit solaire. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Si l'on a tiré une importante quantité d'eau chaude du ballon 3, de l'eau chaude du ballon 2 va s'écouler dans le ballon 3 par la canalisation 14, et être remplacée, en bas du ballon 2, par de l'eau froi de arrivant par la canalisation 5 ; la température de cette eau va influencer le palpeur 20, qui transmettra cette information au régulateur électronique 23. Celui-ci va alors comparer cette information à l'information de température qu'il reçoit du palpeur 21 du panneau solaire 1. Si le résultat de cette comparaison mon tre que le fluide dans le capteur est suffisamment chaud, le régulateur électronique 23 va actionner ou accélerer la pompe 10 pour augmenter le débit du fluide "solaire" dans son circuit, et en particulier dans l'échangeur 8.L'apport supplémentaire de calories par cet échangeur va alors réchauffer liteau froide dans le ballon 2, réalisant ainsi la régulation de la température de l'eau chaude envoyée au ballon 3, sans que la résistance chauffante 16 ait à intervenir, et par consequent sans consommation d'énergie. Si au contraire, le régulateur 23 constate que la température dans le panneau solaire 1 n' est pas suffisante pour rétablir la température désirée de l'eau dans le ballon 2, l'eau froide de ce ballon s'écoulera dans le ballon 3, et à ce moment saule- ment la résistance électrique chauffante 16 se mettra en circuit sous 1'action du thermostat 18 On voit donc que le dispositif selon l'invention permet de faire appel à tontes les ressources d'énergie solaire disponibles dans I' installation, avant de mettre en jeu le chauffage électri- que d'appoint. Il est clair qutune telle disposition assure une grande é conqmie de fonctionnement par apport aux dispositions classiques puisque la suppressian de la réserve d'eau est effectuée grâce à deux ballons dans le but de ne pas influencer prématurément la régulation. REVENDICATIONS 1. Dispositif de production d'eau chaude par l'énergie solaire comportant un panneau solaire dans lequel s'échauffe un fluide qui est envoyé par une pompe dans un échangeur de température disposé dans un ballon contenant l'eau à chauffer, cette eau pouvant, par ailleurs, être soumise à l'action d'une résistance électrique chauffante d'appoint en cas d'insuffisance de l'énergie solaire, caractérisé par le fait qutil comporte deux ballons, à savoir un premier ballon dans lequel arrive 1'eaux froide et où se trouve l'échangeur précité, et un second ballon dans lequel arrive l'eau du premier ballon et où se trouve la résistance électrique d'appoint, l'eau chaude étant soutirée à la sortie de ce second ballon 2.Dispositif selon la revendicatiow 1, caractérisé par le fait qu'il comporte deux palpeurs de température disposés respectivement dans le premier ballon et dans le panneau solaire, et connectés à un régulateur électronique qui actionne la pompe de circulation du fluide "solaire" en fonction de la comparaison de ces deux températures, si la température dans le pineau solaire est suffisante pour que l'échangeur puisse, sans 1'action de la résistance d'appoint, compenser la baisse de température de l'eau dans le premier ballon résultant d'un tirage d'eau chaude dans le second ballon. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier ballon est disposé au-dessus du second ballon 4. Dispositif selon les revendications 1 et 2, prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que le palpeur de température du premier ballon est disposé à la partie inférieure de ce dernier. 5. Dispositif selon les revendications 1 et 3, prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que l'eau froide est envoyée au fond du premier ballon, tandis que l'eau chaude en sort à sa partie supérieure et est envoyée au fond du second ballon, d'où elle est soutirée à la partie inférieure de celui-ci. 6. Dispositif selon 1'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé par le fait que le ballon supérieur et le ballon inférieur ont la mSme capacité.