Brevet FR2334065A1 — publié le 19770701

L'invention concerne les panneaux capteurs d'énergie solai- re utilisables, notamment, pour le chauffage d'non fluide, par exemple de lseau à usage domestique, ou tout autre fluide caloporteur. Des dispositifs connus de ce genre sont constitués par deux collecteurs d'entrée et de sortie, respectivement, d'un fluide caloporteur, reliés entre eux par une série d'éléments tubulaires rectilignes, l'ensemble étant complété, sur le dessus, d'une plaque transparente en deux épaisseurs séparées par un petit intervalle et, en dessous, d'un réflecteur prismatique et d'un isolant thermique reposant sur un fondu Le but de l'invention est de permettre d'augaenter le plus possible la température du fluide caloporteur dans les éléments tubulaires. Dans ce but, on a recherché à réduire le voluae de fluide caloporteur en contact avec chaque élément de surface des éléments tubulaires exposé aux rayons solaires. Â cet effet, suivant l'invention, les éléments tubulaires rectilignes présentent une section de forme générale méplate et ils sont disposés de façon telle que leurs sections soient rn- clinées alternativement dans un sens et dans l'autre. De tels éléments tubulaires présentent donc, sur leurs deux faces, une surface importante exposée aux rayons du soleil, soit directement, soit par réflexion, pour un volume de fluide caloporteur relativement faible. On peut encore augmenter le rendement du panneau Si, Sui- vant une autre caractéristique de l'invention, on dispose plusieurs éléments tubulaires l'un au-dessus de l'autre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre de simples exemples nullement limitatifs quelques modes de réalisation d'un panneau capteur d'énergie solaire suivant llinvention. Sur ces dessins Fig.1 représente ltensemble d'un premier mode de réalisation, avec des arrachements dans la partie centrale pour montrer la structure interne du panneau. Frigo2 montre, à plus grande échelle, un fragment de la partie centrale arrachée du panneau de la fig.2. Fig.3 représente une variante avec plusieurs éléments tubulaires superposés, et Fig.4, 5 et 6 illustrent des variantes de formes de la section des éléments tubulaires. Le panneau capteur d'énergie solaire représenté dans son ensemble sur la fig.1 comporte un collecteur d'entrée 1 et un collecteur de sortie 2 deun fluide caloporteur, notamment de l'eau, ou tout autre fluide adequat, reliés entre eux par une série d'éléments généralement tubulaires rectilignes 3 (voir aussi fig.2) branchés en parallèle entre les deux collecteurs. Âu-dessus des éléments tubulaires 3, se trouvent, d'abord plusieurs barrettes d'isolation thermique 4, puis une ou deux plaques transparentes Sa, 5b séparées par un intervalle 6 assurant un vide thermique et une action entretoises anti-rayonnante. En dessous des éléments tubulaires 3, se trouvent un réflecteur Il et un isolant thermique 12 qui repose sur un fond 13. Les éléments tubulaires rectilignes 3 présentent une section de forme générale méplate ou ovoïde, à savoir en fuseau dans cet exemple; ils sont disposés de façon telle que leurs sections soient inclinées alternativement dans un sens et dans l'autre, comme représenté sous un angle d'incidence variable suivant la latitude. En fonctionnement, les rayons du soleil traversent donc le double vitrage Sa, 5b et les barrettes-isolation thermique 4 dont le r8le est d'éviter le contact direct entre les plaques transparentes 5a, 5b, et les éléments tubulaires 3; ils frappent ces derniers soit directement, soit après réflexion sur le ré flectéur Il, et pénètrent dans les éléments tubulaires 3, traités, oxydés ou peints, d'une couleur noire ou foncée de manière à se rapprocher le plus possible du corps noir théorique. Les rayons solaires élèvent la température du fluide caloporteur qui circule dans les éléments tubulaires 3 dont le volume est particulièrement faible par rapport à leur surface exposée aux rayons solaires. On peut ainsi facilement faire bouillir de l'eau, à partir des basses températures d'hiver, par exemple, dans lesdits tubes et ltutiliser dans une installation d'eau domestique ou de chauffage, L'isolation inférieure 12 évite les pertes de chaleur par la face inférieure de l'ensemble du panneau qui se comporte comme une serre à double effet. En vue d'augmenter le rendement du panneau, on peut superposer plusieurs éléments tubulaires, tels que 3, ainsi que cela a été représenté sur la fig.3 où, à titre d'exemple, on a superposé trois éléments. Â titre de variante également, le réflecteur est constitué par des gouttières de section parabolique juxtaposées 17, et l'ensemble des éléments tubulaires 3 disposés à l'intérieur de chaque gouttière est solidaire d'une armature 18 qui peut pivoter sur un axe longitudinal 19, par exemple sous lteffet d'une commande à parallèlogrammes articulés comportant un levier 22 et une bielle générale de commande 23, ce qui permet d'orienter les sections des éléments tubulaiv res automatiquement en fonction de la latitude du lieu où est installé le panneau et de la hauteur du soleil suivant les saisons, afin de tirer le maximum de rendement de ltapparejl. On peut donner aux éléments tubulaires rectilignes des sections de formes très variées. Ainsi, la fig.4 montre des éléments tubulaires 26 de section triangulaire à deux côtés curvilignes concaves d'un rayon de courbure par exemple de l'ordre de 80 à 90 iii. Sur cette figure, on a symbolisé les trajets des rayons directs, des rayons réfléchis une première fois et des rayons réfléchis une deuxième fois respectivement, par des traits continus, des traits interrompus, et des traits formés de croix. La fig.5 montre un autre iode de réalisation dans lequel chaque élément tubulaire est constitué par un tube cylindrique 27 muni d'ailettes 28. Chaque élément peut être constitué, par exemple, par deux plaques présentant chacune une gorge de section demi-cylindrique, les deux plaques étant accolées l'une contre l'autre. On peut, de cette manière, réaliser des éléments tubulaires comportant, par exemple, plusieurs gorges au lieu d'une seule, comme représenté -sur la figez Sur la fig.6, les éléments tubulaires 31 sont de section rectangulaire et portent des ailettes longitudinales 32. Bien entendu, l'intention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; il va de soi qu'on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, de son cadre. REVENDICAXIOES 1.- Panneau capteur d'énergie solaire comportant deux collecteurs d'entrée et de sortie, respectivement, d'un fluide caloporteur, reliés entre eux par une série i'eléments tubulaires rectilignes, l'ensemble étant complété, sur le dessus, daune plaque transparente en deux épaisseurs séparées par un petit intervalle et en dessous d'un réflecteur et d'un isolant thermique reposant sur un fond, caractérisé en ce que les éléments tubulaires rectilignes (3, 26, 27, 31) présentent une section de forme générale méplate ou ovolde et sont disposés de façon telle que leurs sections soient inclinées alternativement dans un sens et dans l'autre. 2.- Panneau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs éléments tubulaires rectilignes (3) sont disposés l'un au-dessus de l'autre. 3.- Panneau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la section des éléments tubulaires rectilignes (3) est en forme de fuseau. 4.- Panneau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la section des éléments tubulaires rectilignes (26) est à flancs incurvés de forme triangulaire. 5.- Panneau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments tubulaires rectilignes (27, 31) sont munis d'ailettes longitudinales (28, 32). 6.- Panneau suivant la revendication 5, caractérisé en ce que chaque élément tubulaire rectiligne (27) est formé de deux plaques ondulées accolées de manière à laisser, entre elles, des canaux de passage du fluide caloporteur. 7.- Panneau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réflecteur (11) est prismatique. 8.-- Panneau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réflecteur (17) est constitué d'éléments cylindroparaboliques ou elliptiques, fixés ou orientables.