Brevet FR2344796A1 — publié le 19771014

La présente invention est relative à un collecteur solaire constitué par un écbnngeur de chaleur recouvert, à une certaine distance, par un matériau transparent, et à un procédé permettant sa fabrication. T'échangeur de chineur dlun collecteur de ce type a pour fonction d'absorber lténergie captée et de la transmettre, par l'intermédiaire d'un milieu fluide circulant, comme l'eau, à des appareils utilisateurs de chaleur. Il est connu de r8aliser l'échangeur de chaleur en métal ou encore en matière plastique dans des conditions telles qu'il y ait sftrement une forte absorption dans l'inirarouge ou dans le domaine du spectre visible. Pour y parvenir on peut soit traiter la surface par un vernis absorbant ou par une couche de suie soit mélanger au matériau de départ eonstituant ltéchangeur de chaleur des produits convenables. Le matériau transparent situé au-dessus de l'échangeur de chaleur doit empocher tout refroidissement du collecteur solaire par convection. Il est constitué par une plaque de verre ou encore par une plaque ou une feuille de matière plastique et doit présenter un coefficient de transmission élevé pour tout rayonnement de longueur d'onde inférieure à 3,0 pm et une forte réflexion pour tout rayonnement de longueur d' onde supérieure à 3,0 pm. Il est connu d'utiliser à cette fin des plaques simples ou doubles. La distance comprise entre le matériau transparent et l'échangeur de chaleur doit titre aussi petite que possible, de manière qu'il n'y ait qu'une étroite bande d'air. Il était courant, jusqu'à présent, de placer l'échangeur de chaleur et le matériau transparent qui le recouvre, avec tous les accessoires, par exemple les dispositifs de maintien à distance nécessaires, dans une enveloppe extérieure et de les y fixer par des moyens mécaniques. On a déjà proposé également de laisser une certaine distance entre les différents éléments et ltenveloppe et-de remplir ltestace intermédiaire en y provoquant la formation d'une mousse de matière plastique. Ce procédé a permis d'obtenir, au-dessous et sur le cEté de l'échangeur de chaleur, une bonne isolation thermique empêchant les pertes de chaleur. Dans ces conditions, les collecteurs solaires connus dont formés de plusieurs parties qu'il faut assembler par un montage revenant assez chero Ils comportent une enveloppe dont la présence n'est pas absolument imposée par la fonction dévolue au collecteur, mais qui contribue à en augmenter le poids. Il faudrait cependant réduire le plus possible ce poids car les collecteurs solaires sont habituellement installés sur les toits de maison qu'on ne peut pas trop surcharger sans les renforcer. le but de l'invention est de réaliser un collecteur simple de haut rendement et de faible poids susceptible entre fabriqué facilement et à peu de frais. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que le matériau transparent, l'échangeur de chaleur et les dispositifs intercalaires de maintien à distance sont enchaussés dans un corps de liaison compact constitué par une masse de matière plastique formant mousse, de préférence intégralement formée de produit mousse, qui, tout en évitant l'utilisation d'une enveloppe extérieure, constitue, sur les c8tés et par-dessous, une séparation étanche et isolante. En raison du foisonnement de produit mousse, il n1 est plus nécessaire de procéder à un montage des différents élé mentis. De ce fait, le collecteur se simplifie et revient nettement moins cher. La masse de liaison assume la fonction d'enveloppe extérieure et assure en meme temps une étanchéité et une isolation thermique excellentes.La suppression de l'enveloppe se trduit par une simplification et une économie et par un allègrement con- sidérale. L'isolation thermique optimale assurée par la masse de liaison permet d'obtenir un rendement élevez Lors de la réalisation d'un collecteur de ce type, il y a lieu de veiller à ce que l'espace intermédiaire com- pris entre le matériau couvrant et l'échangeur de chaleur ne soit pas lui aussi rempli de produit mousse. Il est donc nécessaire d'utiliser un coffrage intérieur qui doit pouvoir résister au moins à la pression de foisonnement du produit mousse. Si ce coffrage, qui reste dans le collecteur, était constitué par un matériau résistant comme l'acier, le poids et le prix de revient du collecteur en subiraient fortement la répercussion. Pour réaliser un coffrage extrdmement léger et bon marché, l'invention propose un procédé de fabrication dans lequel le matériau transparent, l'échangeur de chaleur, les dispo sitifs de maintien à distance et le coffrage qui sans pouvoir résister par lui-mEme à une pression, limite l'extension à l'intérieur de la matière plastiqua formant une mousse sont placés dans un moule, ce moule étant ensuite fermé puis rempli de matière plastique en meme temps qu'une pression interne, qui s'oppose à la pression de foisonnement du produit mousse, est appliquée du ceté de l'intérieur du coffrage. La fonction du coffrage se réduit alors à celle d'une séparation intérieure. Il peut ttre constitué par une tale mince, par du bois ou encore par une feuille de matière plastique convenable. Comme il est très léger et peu cofteux, on peut le laisser dans le collecteur, dont il ne modifie sensiblement ni le poids ni prix. Il convient qu'à chaque phase de la fabrication la pression intérieure soit adaptée à chaque instant à la pression de foisonnement du produit mousse ou quelle lui soit légèrement inférieure pour que la cavité du moule soit complètement remplie dans tous ses recoins. Cette adaptation des pressions peut résulter du fait qu'un appareil de mesure convenable mesure la pression dé foisonnement du produit mousse et qu'un appareil de réglage produit, par l'intermédiaire d'une soupape, dans-une conduite sous pression, une pression intérieure égale ou légèrement inférieure à la pression mesurée. La résistance intérieure à la pression de foisonnement du produit mousse peut encore s'obtenir-en plaçant, entre le matériau transparent et l'échangeur de chaleur, un matériau que l'on enlève lorsqu'il a rempli sa fonction. De ce fait, il y a non pas suppression d'une surpression, mais élimination d'un matériau introduit. Ce procéde présente l'avantage qu'il n'est pas necessaire de produire et de supprimer une surpression. Il n'y a pas besoin d'appareils de mesure ou de dispositifs d'étanchéité. Les opérations se simplifient et tous les dispositifs de maintien à distance entre 1' échangeur de chaleur et le matériau transparent couvrant deviennent mOme inutiles. Le matériau introduit peut ttre constitué par une poche remplie d'un milieu de pression évaluable, ce milieu de pression pouvant etre un liquide ou de l'air. Cette poche peut etre remplie avant son introduction et offre une résistance suffisante à la pression de foisonnement du produit mousse. Après la formation du produit mousse, le milieu de pression est évacué hors de la po ohe et la poche est extraite par une fente latérale. Cette fente latérale est obstruée, apèrs le démoulage du collecteur, par une pièce moulée Il est également possible de placer un panneau mobile entre l'échangeur de chaleur et le matériau transparent couvrant et de l'extraire latéralement après le foisonnement du produit mousse. On peut encore utiliser un matériau solide dont l'état physique se modifie. Ce matériau peut, par exemple par suite d'une élévation de température ou d'une action chimique, se liquéfier ou se vaporiser, ce aui permet de l'évacuer facilement. On peut mdme envisager d'utiliser une transformation déclenchée par la température ou la pression de foisonnement du produit mousse et se poursuivant après le durcissement du produit mousse. Bien que le matériau introduit empêche la pénétration du produit mousse dans la cavité qui doit rester libre, il vaut mieuc cependant délimiter à l'intérieur le volume occupé par le produit mousse au moyen d'une feuille mince, en aluminium par exemple. Cette feuille de séparation assume également la fonction de barrière de vapeur. Le dessin ci-joint représente des exemples de réalisation de l'inventionÒ La figure 1 est une coupe longitudinale d'un moule dans lequel la résistance à la pression est assurée par une poche remplie. La figure 2 est une coupe longitudinale dtun moule dans lequel la résistance à la pression est assurée par un panneau mobile. La figure 3 est une coupe longitudinale d'un moule associé à un dispositif produisant une pression intérieure. la figure 4 représente un collecteur en partie en coupe longitudinale et en partie en vue latérale. Dans un moule extérieur ouvrable 1 on a placé un matériau transparent couvrant 2 constitué par une plaque doublement nervurée et un échangeur de chaleur 3.Des dispositifs de mise en place et de maintien à distance non représentés permettent de réaliser une cavité 4 qui doit titre remplie par le foisonnement du produit mousse et un espace intermédiaire 5 situé entre le matériau couvrant 2 et l'échangeur de chaleur 3. Dans le cas de la figure 3, la cavité 4 et l'es pace intermédiaire 5 sont séparés l'un de l'autre par un coffrage 6 n1 offrant pas de résistance à une pression. Pendant le foisonnement du produit mousse, un appareil de mesure 7 mesure la pression de foisonnement. Cet appareil agit, par l'intermédiaire d'un appareil de réglage, sur une soupape 9 montée dans une conduite sous pression 10, de manière à produire une pression intérieure résistant à la pression de foisonnement0 La pénétration du produit mousse dans l'espace intermédiaire est rendue impossible, dans le cas de la figure 1, t par une poche 5 remplie d'un milieu de pression et, dans le cas de la figure 2, par un panneau solide 5". Dans le cas de la figure 4, le collecteur solaire comprend une masse de liaison 11 en matière plastique remplissant la cavité 4. Entre ltéchangeur de chaleur 3 représenté schématiquement et le matériau transparent 2 comportant deux plaques de verre 15: et des nervures intermédiaires longitudinales 16 sont intercalés des dispositifs de maintien à distance 14. L'échangeur de chaleur 3 est relié par des tubulures 17 à un appareil utilisateur de chaleur. REVENDICADIONS 1. Collecteur solaire constitué par un échangeur de chaleur recouvert, à une certaine distance, par du matériau transparent, caractérisé en ce que le matériau transparent 2, l'échangeur de chaleur 3 et des dispositifs intercalaires de maintien à distance sont enchâssés dans un corps de liaison compact Il constitué par une masse de matière plastique formant mousse, de préférence tinté gralement formée de produit mousse, qui, tout en évitant l'utilisation d'une enveloppe extérieure, constitue, sur les cotés et pardessous, une séparation étanche et isolante. 2. Procédé de fabrication d'un collecteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau transparent 2, l'échangeur de chaleur 3, les dispositifs de maintien à distance et un coffrage 6 qui, sans pouvoir résister par lui-meme à une pres sion, limite vers l'intérieur ltespace occupé par la matière plasti- que formant mousse sont placés dans un moule i, ce moule i étant fermé puis rempli de matière plastique en mdme temps qu'une pression interne, qui s'oppose à la pression de foisonnement du produit mou*- se, est appliquée du coté de l'intérieur du coffrage 6. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pression de foisonnement du produit mousse est mesurée par un appareil de mesure convenable 7 et brun appareil de réglage 8 produit, par I'intermédiaire d'une soupape 9, dans une conduite sous pression 10, une pression intérieure correspondante. 40 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il y a en contact avec le cbté intérieur du coffrage 6 une poche 5', remplie d'un milieu de pression convenable, que l'on enlève après le fonctionnement du produit mousse. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il y a en contact avec le côté intérieur du coffrage 6, un panneau mobile 5" que l'on enlève ;près le foisonnement du produit mousse. 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il y a en contact avec le caté intérieur du coffrage 6, un matériau solide dont l'état physique se modifie et que l'on enlève après le foisonnement du produit mousse.