Brevet FR2358624A1 — publié le 19780210

La présente invention se rapporte au captage de l'énergie solaire et elle a pour but essentiel de créer un capteur que lton puisse notamment utiliser pour la climatisation de locaux d'habitation ou bâtiments analogues. Ce capteur comporte essentiellement un passage ascendant limité d'un côté par une paroi transparente destinée à titre exposée au rayonnement solaire et contenant, derrière oette paroi, un ensemble de lamelles orientables disposées parallèlement les unes aux autres. Ces lamelles, qui sont de préférence minces et réalisées en matière bonne conductrice de la haleur par exemple l'aluminium ou ses alliages, sont noires ou tout au moins de couleur sombre sur une de leurs faces de façon à absorber le rayonnement et claires, par exempie blanches ou métallisées sur la face opposée de façon à réfléchir ledit rayonnement.Elles sont agencées de telle sorte qu'on puisse les faire tourner de manière qu'elles puissent occuper deux positions limites, l'une dans laquelle leur face sombre est tournée vers la paroi transparente, donc vers le rayonnement solaire et l'autre dans laquelle c'est leur face claire qui est tournée vers ladite paroi. Toutes les po situions intermédiaires sont de préférence possibles. Le passage ascendant dans lequel les lamelles sont installées est parcouru par de l'air qui pénètre par le bas et sort vers le haut pour titre soit dirigé vers des appareils dXutlisation (radiateurs, convecteurs ou accumulateurs de ohaleur), soit restitué à l'atmosphère. Cette utilisation d'air comme fluide caloporteur assure un excellent rendement de captage. En vue de son application au estiment, le capteur solaire est avantageusement combiné au local à climatiser et, par exemple, disposé le long d'une paroi de ce local exposée au soleil, par exemple un mur vertical qui le limite sur au moins une de ses faces latérales. Ce mur est avantageusement revatu, sur sa face externe, d'une couche d'isolant thermique qui, d'une part, permet d d'éviter de chauffer le mur, ce qui entrainerait un mauvais rendement de captage ainsi qu'une mauvaise régulation tout en nuisant au confort du local et, d'autre part, diminue les pertes thermiques de ce local, en permettant de bénéficier d'une inertie thermique maximale. Cette couche peut titre très mince (30 à 40 EnX de produit à base de laine de verre par exemple) et elle se trouve protégée des intempéries et de 11 humidité par le capteur so- laire dont elle fait partie. Le capteur solaire objet de l'invention permet d'assurer le chauffage de l'air en vue de ltutilisation immé- diate ou différée de la chaleur captée. Les lamelles tournent alors leur face sombre vers le rayonnement et ménagent entre elles des couloirs ascendants dans lesquels l'air circule et s 'échauffe. Avec des lamelles conductrices, l'échange de chaleur entre la surface chauffante et l'air est effectué avec un faible écart de température, d'où un bon rendement, à condition que la largeur des lamelles soit suffisante. Ladite largeur doit outre supérieure au pas des lamelles, dans le cas de lamelles identiques et équidistantes, pour que la surface d'échange avec l'air soit supérieure à celle d'une surface d'absorption plane parallèle à la vitre. Le capteur permet aussi de protéger le local du rayonnement solaire, les lamelles étant alors orientées de façon à présenter vers l'extérieur leur face claire ou mdtal- lisée afin de former un écran qui réfléchit le rayonnement. En outrer si, par exemple la face claire des lamelles est mé tallisée avec un métal peu émissif (aluminium ou zinc par exemple), lorsque lesdites lamelles sont en position de chauS- fage, le c8té foncé étant tourne vers l'extérieur, elles assurent une bonne isolation thermique entre le mur et l'exté- rieur. Le capteur participe également au parement de la façade du mur sur lequel il est installé. La réalisation de ces quatre fonctions - captation de l'énergie solaire, - isolation thermique, - protection solaire l'étés - parement de façade, au moyen d'un seul appareil permet d'abaisser les frais sup- pldmentaires imputables audit appareil. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien oomprendre comment l'invention peut titre réalisée, les parti cularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. la figure 1 est une vue schématique d'un capteur solaire conforme à l'invention. La figure 2 illustre schématiquement, en coupe ver tical, l'application du capteur au bttiment. La figure 3 est un croquis illustrant le calcul de la surface de chauffe des lamelles. Sous sa forme la plus simple que montre la figure 1, un capteur solaire conforme à l'invention comporte un passage ascendant i limité latéralement, du cOté destiné à titre exposé au soleil, par une paroi transparente 2 et dans lequel de l'air peut se déplacer en pénétrant par le bas et en sortant par le haut. Dans ce passage, derrière la paroi 2, sont disposées, les unes au-dessus des autres, des lamelles 3 parallèles entre elles. Les lamelles 3 sont minces et l'une de leurs faces 31 est noire ou de couleur sombre, de façon à absorber le rayonnement solaire, tandis que l'autre face 32 est claire ou métallisée, afin de réfléchir ledit rayonnement. Les lamelles sont agencées de telle sorte qu'on puisse tourner leurs faces sombres 71 vers la paroi transparente, donc vers le soleil, un certain intervalle 4 étant ménagé entre deux lamelles consécutives. Dans ces conditions, une portion de l'air qui monte dans le passage 1 s'écoule par les intervalles 4, comme on l'a indiqué au moyen de flèches sur la figure 1, en haut, et s'échauffe. Les lamelles sont de préférence en matière bonne conductrice de la chaleur, par exemple en aluminium, afin d'assurer une surface de chauffe maximale avec un faible écart de température, d'où un bon rendement. L'inclinaison des lamelles est réglable, ce qui permet de régler l'effet de chauffage. A la limite, on peut orienter les lamelles de telle sorte que leurs faces claires ou réfléchissantes 32 soient tournées vers la paroi transparente et que les lamelles se touchent les unes les autres. Zanis ce conditions, les lamelles 5 constituent, à l'arrière de la paroi 2, un écran clair ou réfléchissant qui renvoie les radiations vers ladite paroi, l'air ne subissant qu'un effet de chauffage minimal (figure i, en bas). Dans son application à la climatisation d'un local, (figure 2), le capteur peut être combiné à une surface exté- rieure du local, par exemple un mur 5 faisant face au midi. La paroi transparente 2 peut alors re' formée par une glace disposée parallèlement au mur, à l'extérieur de celui-ci et ménageant, en bas, un ou plusieurs orifices 6 d'entrée d'air en provenance de l'extérieur ou ou du local et, en haut, un ou plusieurs orifices 7 et 8 de sorte, le ou les orifices 7 ser- vant à laisser passer l'air chaud vers l'installation de cli- matisation du local ou un appareil d'accumulation de chaleur et le ou les orifices 8 à renvoyer l'air à l'atmosphère. Ces orifices 6 à 8 sont munis de moyens d'obturation 9 réglables. Le montage et la commande des lamelles 3 peuvent être réa7i- sés de toute manière appropriée, par exemple à l'aide d'organes verticaux de traction 10 et 11 auxquels lesdites lamel les sont articulées respectivement par leurs bords longitudi- naux, à la manière des lamelles des stores dits "vénitiens" > ou par tout autre moyen connu de commande manuelle ou automa tique. Avantageusement, le mur 5 est muni, sur sa face extérieure, d'un revatement 12 isolant du point de vue thermique. Une telle disposition du revêtement isolant, à l'ex- térieur du mur, offre l'avantage de permettre de bénéficier d'une inertie thermique maximale, l'isolant diminuant les pertes de chaleur vers l'extérieur. Cette disposition, beaucoup plus avantageuse que la disposition classique de l'isolant sur la face intérieure du mur est rendue possible du fait que le revêtement 12 est protégé des intempéries par la paroi transparente 2 et les lamelles 3 et qu'en outre, ledit rev6- tement se trouve situé dans un espace où la condensation est pratiquement nulle. Le revêtement contribue aussi au parement de la façade. Le revêtement 12 empêche en outre que l'on chauffe le mur, ce qui entraînerait une perte de rendement, perturberait la régulation de la température du local et nuirait au confort de celui-ci. La présence des lamelles 3 permet d'assurer une bonne isolation avec une épaisseur de revêtement moindre que dans le cas d'un mur classique, par exemple une épaisseur de l'ordre du tiers de l'épaisseur usuelle. Comme le montre le croquis de la figure 3, lorsque les lamelles 3 occupent la position de chauffage, la surface de chauffe léchée par l'air est proportionnelle au double de la largeur l desdites lamelles. La surface de la paroi transparente est proportionnelle au pas p des lamelles. Le rapport de la surface d' échange de chaleur à la surface de la vitre est donc égal à 21 p En pratique, on choisira 1 au moins egal à p afin d'obtenir une surface de chauffe au moins égale à celle d'une surface d'absorption plane et, de préférence 1 égal à 2 à 5 p. Alnssi, en position de profusion solaire, il nty aura aucune 50- lution de continuité entre les lamelles qui se recouvriront pour 1 > p et qui se toucheront bord à bord pour 1 = p. 1l va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qutun exemple et qu'il serait possible de le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Capteur d énergie solaire-comportant un passage ascendant limité d'un côté par une paroi transparente destinée à titre exposée au rayonnement solaire et contenant, derrière cette paroi, des lamelles parallèles entre elles et entre lesquelles peut passer de l'air se déplaçant de bas en haut dans le passage, caractérisé en ce que les lamelles prd- sentent une face agencée de façon à absorber le rayonnement solaire et une face agencée de façon à réfléchir ce rayonnement, lesdites lamelles étant orientables de telle sorte qu'on puisse tourner ltune ou l'autre de leurs faces vers la paroi transparente. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en oe que les lamelles sont agencées de telle sorte qu'elles puissent se toucher par leurs bords lorsque leur face peu absorbante est tournée vers la paroi transparente, de façon à former un écran à travers lequel l'air ne peut pas passer. 3. Capteur selon la revendication 2, dans lequel les lamelles sont de mEme largeur et équidistantes, caracté- rise en ce que la largeur des lamelles est au moins égale au pas desdites lamelles. 4. Capteur selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que les lamelles sont en matitre bonne conductrice de la chaleur. 5. Capteur selon l'une quelconque des revendica tisons 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est combiné à un local dont une paroi sert à délimiter le passage d'air. 6. Capteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la paroi du local comporte un revêtement isolant sur sa face située dans ledit passage. 7. Capteur selon l'une des revendications 5 ou 6 > caractérisé en ce que des orifices d'entrée et de sortie d'air réglables sont prévus à la base et au sommet du passage drair.