Brevet FR2325887A1 — publié le 19770422

La présente invention concerne une installation pour la conversion du rayonnement solaire en chaleur au moyen d'un échangeur de chaleur placé dans un réceptacle isolé thermiquement et pourvu d'une surface d'absorption du rayonnement solaire recouverte avec un certain espace d'un écran permeable au rayonnement solaire incident. Pour augmenter son degré d'efficacité une telle installation est caractérisée selon l'invention en ce que l'espace entre la surface d'absorption et l'écran est rempli d'une matière qui absorbe le rayonnement de grande longueur d'onde réfléchi par la surface d'absorption. L'invention est illustrée à l'aide des exemples de réalisation, décrits ci-après par référence aux dessins, sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un collecteur à plaques; la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation d'un collecteur à plaques; la figure 3 est une vue de dessus de l'échangeur de chaleur du deuxième collecteur à plaques selon la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe selon les lignes IV-IV de la figure 3. Selon la figure 1, les collecteurs à plaques présentent unéchangeur de chaleur 1, qui est logé dans un réceptacle 2 isolé thermiquement et qui est pourvu à sa partie supérieure d'une surface d'absorption 3; cette dernière absorbe sélectivement le rayonnement solaire incident. A une certaine distance de cette surface d'absorption 3 est placé un écran, perméable au rayonnement solaire incident mais imperméable au rayonnement de chaleur réfléchi par la surface d'absorption 3. Dans le cas du collecteur représenté, l'écran comprend une plaque de recouvrement 4 en verre ou en matière plastique. On peut également disposer au-dessus de cette plaque 4 une autre plaque de recouvrement non représentée sur la figure 1. Les plaques de recouvrement prennent appui sur le réceptacle 2 et sont réunies de façon étanche à ce dernier. Le collecteur à plaque selon la figure 1 comprend un réceptacle dont les faces intérieures sont revêtues d'un isolant thermique 5. L'échangeur de chaleur 1 est composé de tubes 6, 6a et 6b parcourus par un fluide de transfert de chaleur tel que l'eau. Pour réduire les pertes dues au rayonnement de chaleur réf lé- chi par la surface absorbante 3, l'espace 7, hermétiquement clos, situé entre la surface d'absorption 3 et la plaque de recouvrement 4 est rempli, selon l'invention, d'une matière qui absorbe le rayonnement de chaleur réfléchi par la surface absorbante 3. Pour un tel emploi de matière absorbante, le C02 convient particuliere- ment bien. De ce fait, on absorbe le rayonnement de grande longueur d'onde réfléchie par la surface d'absorption. Sur les figures 2 à 4 est présenté un autre exemple de réalisation d'un collecteur de rayonnement solaire. Selon la figure 2, un échangeur 11 est disposé dans un réceptacle 12 et présente une surface 13 d'absorption sélective du rayonnement solaire incident. Au-dessus de cette surface est disposé un écran perméable au rayonnement solaire, mais non perméable au rayonnement de chaleur réfléchi par la surface d'absorption 13. Un tel écran est constitué par une première plaque de recouvrement 14 en verre ou en matière plastique, disposée avec espacement par rapport à la surface 13, et par une deuxième plaque de recouvrement en verre ou en matière plastique 15 disposée au-dessus de la première plaque 14. Les plaques de recouvrement 14 et 15, qui forment un vitrage isolant, sont réunies de façon étanche au réceptacle. Les parois intérieures du réceptacle 12 sont revêtues d'un matériau bon isolant de la chaleur.L'espace hermétiquement clos 17 entre la première plaque 14 et la surface absorbante 13 est rempli, comme dans l'exemple de la figure 1, d'un fluide, de préférence le C02, qui absorbe le rayonnement de chaleur réfléchie par la surface absorbante 13. La construction de l'échangeur de chaleur 11 est représentée sur les figures 3 et 4. Elle consiste en une plaque d'absorption 18 en métal, dont la face supérieure constitue une surface d'absorption 13. Cette surface 13 peut être formée par exemple par une couche de revêtement de la plaque métallique 18 ou par une couche réalisée par l'oxydation d'un matériau approprié. La plaque 18 présente des creux 19 en forme d'auges, parallèles et rapprochés, et qui sont séparés par une nervure 20. Des tubes 21, par exemple en cuivre, sont disposés dans les creux 19, parallèlement à l'axe longitudinal des creux et à distance de la plaque 18 et constituent avec leurs extrémités reliées par des tubulures 22 un serpentin tubulaire (figure 3) présentant une sortie 21a et une entrée 21b. Dans le serpentin circule un fluide de transfert de chaleur tel que de l'eau. Les tubes 21 sont maintenus en place, comme cela est visible sur la figure 4, au moyen de supports 23. Ces supports 23 en tôle, fixés sur la plaque métallique 18, présentent ainsi que cette der nière, une surface d'absorption 13. Dans l'exemple représenté, chaque support 23 forme partie intégrale d'une section 18a de la plaque métallique 18. On voit sur la figure 4 que chaque section 18a se compose d'une nervure 20 et de section de parois 24 et 25 formant les deux moitiés successives des creux avoisinants 19. Les sections individuelles 18a sont réunies au support 23 de la section contigüe au moyen de colliers 26, par exemple par soudure. L'échangeur de chaleur décrit étant composé de plusieurs élé- ments identiques (section 18a et support 23), on peut varier selon les besoins les dimensions en incorporant un plus ou moins grand nombre de ces éléments. La fixation du serpentin aux supports 23 des plaques métalliques 18 réunies s'effectue sans difficulté. Le rayonnement solaire absorbé sélectivement par la surface 'absorption 13 réchauffe la plaque-métallique 18. La chaleur engendrée est transférée par l'intermédiaire de supports 23 aux tubes 21 et, par la même, au fluide de transfert de la chaleur circulant à I'intérieur des tubes 21. Le rayonnement solaire reçu par la couche d'absorption 13 des supports 23 est également converti en chaleur transférée par la suite au fluide de transfert de la chaleur. Le rayonnement réfléchi par la plaque métallique 18 est renvoyé, par suite d'action des creux jouant le rle de réflecteurs de rayonnement, sur les supports 23 ou surales tubes 21, ou s'effectue l'absorption et donc une conversion en chaleur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Installation pour la conversion du rayonnement solaire en chaleur au moyen d'un échangeur de chaleur placé dans un réceptacle isolé thermiquement et pourvu d'une surface d'absorption de rayonnement solaire couverte avec espacement d'un écran perméable au rayonnement solaire incident, caractérisée en ce que l'espace entre la surface d'absorption et l'écran est rempli d'une matière qui absorbe le rayonnement de grande longueur d'onde réfléchi par la surface d'absorption. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite matière est constituée par le C02. 3.- Installation selon la revendication I ou 2, caractérisée en ce que l'écran est constitué par au moins une plaque de recouvrement en verre ou en matière plastique disposée à distance de la surface d'absorption. 4.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur est muni d'une plaque d'absorption présentant une surface d'absorption, laquelle plaque possède des creux en forme d'auges parallèles et qu'au-dessus de chaque creux est placé un tube parallèle à l'axe du creux, les tubes voisins étant reliés pour former un circuit d'écoulement pour un fluide de transfert de la chaleur. 5.- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les tubes sont maintenus en place au moyen de supports solidaires de la plaque d'absorption. 6.- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les supports sont munis d'une surface d'absorption du rayonnement solaire. 7.- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la plaque d'absorption comprend plusieurs éléments identiques reliés entre eux, dont chacun est composé de deux sections de paroi courbe formant les deux moitiés successives des creux avoisinants et d'un support fixé à l'extrémité d'une desdites sections de paroi. 8.- Installation selon la revendication 7, caractérisée en. ce que le support et les deux sections de paroi sont formés d'une seule pièce et que l'extrémité d'une autre desdites sections de paroi est réunie au support d'un élément contigU,