Brevet FR2385997A1 — publié le 19781027

La présente invention est relative à un collecteur solaire comprenant des éléments de collecteur, notamment un échangeur de chaleur, enchâssés dans une pièce d'isolation constituée par une mousse dure. Un collecteur de ce type est constitué par un corps composite compact dans lequel la pièce d'isolation forme l'en- veloppe extérieure, Il est avantageux que la pièce d'isolation soit constituée par une matière plastique intégralement formée de produit mousse, comme le polyuréthanee Il n'est pas nécessaire d'utiliser une enveloppe métallique séparée, car le matériau résiste aux chocs et aux intempéries. La fabrication s' effectue dans un moule pour produit mousse dans lequel on introduit les éléments de collecteur. Après la fermeture du moule il y a foisonnement de la mousse, dans la cavité, puis extraction du corps composite. Les différences de dilatation entre les éléments de collecteur et la mousse dure posent de sérieux- problèmes lors de ces opératicas car, dans ce mode de fabrication, les éléments de collecteur sont enchâssés rigidement dans la mousse dure. Le but de l'invention est de supprimer ces difficultés. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que ltenchâssement des éléments de collecteur dans la pièce d'isolation s'effectue avec intercalation d'éléments compensateurs. L'enchassement de l'échangeur de chaleur peut s'effectuer par exemple avec intercalation d'un matériau souple comme une mousse molle de polyuréthane ou un tapis de fibres minéralles. Ce matériau, dont la mise en place doit s'effectuer avant l'introduction et le foisonnement de la mousse, sert à l'isolation et surtout à compenser les variations de dimensions. À ce matériau souple on peut associer une feuil- le d'isolation thermiques Cette feuille, par exemple une mince feuille d'amuminium, constitue une très bonne protection, en cas d'élévation de température, pour l'isolation. Les collecteurs solaires comportent en général, une faible distance au-dessus de l'échangeur de chaleur, une plaque de recouvrement transparente en verre ou en matière plastique. Cette plaque de recouvrement doit empêcher tout refroidissement dû à la circulation de l'air et, en même temps, augmenter l'absorption de chaleur par effet de serre. Dans le cas d'un enchassement rigide dans la mousse dure on se heurte, lors du fonctionnement, aux mimes problèmes que pour les échangeurs de chaleurs I1 est donc indiqué, dans ce cas également, dtintercaler des éléments compensateurs.Ceux-ci peuvent être constitués par des profils en caoutchouc en forme de U qui sont poussés, avant l'introduction et le foisonnement de la mousse, sur les bords de la plaque de recouvrement. Il est également recommander d'utiliser des manchons de caoutchouc sur toutes les autres pièces qui sont prises dans la mousse dure, par exemple au niveau des raccords de tuyauteries de l'échangeur de chaleur. Des collecteurs solaires constitués par des corps composites comprenant un échangeur de chaleur, une plaque de recouvrement et une pièce d'isolation peuvent etre montés sur des toits. I1 est souvent avantageux également de les placer entre les chevrons sous la couverture du toit. Dans ce cas, la couverture du toit doit titre translucide et on peut alors supprimer la plaque de recouvrement du collecteur. Pour réaliser un corps composite sans enveloppe comprenant un échangeur de chaleur et de la mousse dure et pouvant spécialement se monter entre les chevrons, on peut, suivant une caractéristique particuliere de l'invention, appliquer l'échangeur de chaleur contre la pièce dtisolation en la fixant au moyen de dispositifs de fixation pris dans la mousse et placer sous la pièce d'isolation une plaque de base dépassant latéralement cette pièce. les dispositifs de fixation permettent une dilatation longitudinale de l'échangeur de chaleur et constituent les éléments compensateurs. le corps composite est très simple à préfabriquero I1 est léger, facilement transportable et son montage demande peu de travail. La plaque de base sert à la fixation sur les chevrons de la toiture. Dans les collecteurs solaires qui font l'objet de l'invention il y a lieu de renoncer intentionellement à l'enve- loppe métallique extérieure car la mousse dure assume la fonction de cette enveloppe Il n'est cependant pas exclu que pendant le transport certaines arêtes puissent titre endommagées. Il est donc recommandé de fixer dans la mousse, aux endroits exposés, des éléments en tôle assurant la protection des aretes. Un collecteur sans enveloppe muni de ces éléments individuels de protection des arêtes constitue un dispositif particulier de fabrication facile et peu coûteuse et d'utilisation simple garanties. Ce collecteur doit normalement trouver un facile débouché commercial, Le dessin ci-joint représente des exemples de réalisation de l'invention. La figure 1 est une coupe longitudinale d'un collecteur La figure 2 est une coupe longitudinale d'une toiture et d'un collecteur solaire préfabriqué prtt à y dtre monté. Un échangeur de chaleur 1 est enchâssé, avec intercalation dlun matériau souple 2, dans une pièce d'isolation 3 en mousse dure. La pièce d'isolation 3 constitue l'enveloppe extérieure qui n'est protégée contre les avaries qu'aux endroits susceptibles d'être endommagés, au moyen d'éléments en tale protégeant les arêtes, 4. La fonction du matériau souple 2 est celle d'un élément de compensation permettant des différences de dilatation entre l'échangeur de chaleur 1 et la pièce d'isolation 3 lors des variations de température. Cette mOme fonction est assurée également par des profils en caoutchouc 5 en forme de U qui sont poussés sur les arêtes d'une plaque de recouvrement transparente 6. De mOrne, des dispositifs de maintien 7T'remplissent également la méme fonction dans la mesure où ils permettent le libre glissement de l'changeur de chaleur 1 sur la ouche d'isolation 3.L'association des pièces de maintien 7 et de la pièce isolante souple 2 constitue une rét sation particulièrement avantageuse de I'élément compensateur. Pour le montage sous une toiture transparente 8 entre les chevrons 9 de cette toiture, la meilleure solution consiste à utiliser un collecteur sans plaque de recouvrement. Un corps composite préfabriqué de ce type comprenant une plaque de base inférieure 10 pour sa fixation présente tous les avantages que peut avoir un collecteur composite. I1 n'est pas nécessaire que l'asse- blage des différentes pièces ait lieu sur place, ce qui évite beaucoup de travail. La couverture 8 de la toiture est une plaque à double listel. Elle peut Btre constituée également par une plaque ondulée ou par des panneaux transparents. ERVEEDICk2IONS 1. Collecteur solaire comprenant des éléments de collecteur, notamment un échangeur de chaleur, enchâssés dans une pièce d'isolation en mousse dure, caractérisé en ce que l'enchâssement des éléments de collecteur dans la pièce d'isolation s'effectue avec intercalation d'41éments compensateurs. 2. Collecteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enchâssement de l'échangeur de chaleur 1 dans la pièce d'isolation 3 s'effectue avec intercalation d'un matériau souple 2, notamment d'une mousse de polyuréthane douce. 3. Collecteur solaire selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par une feuille d'isolation thermique supplémentaire intercalée entre l'échangeur de chaleur et la pièce d'isolation. 4. Collecteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'unie plaque de recouvrement transparente 6 placée audessus de 1' échangeur de chaleur 1 est enchassée, avec intercala, tion d'un profil de caoutchouc 5, dans la pièce d'isolation 3. 5. Collecteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur t est appliqué sur la pièce d'isolation 3 en étant filé par des dispositifs de fixation 7 pris dans la mousse et en ce qu'il y a sous la pièce d'isolation 3 une plaque de base 10 dépassant latéralement cette pièce. 6. Collecteur seolaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce d'isolation 3 forme un corps composite sans enveloppe comprenant des éléments 4 de protection des azotes pris dans la mousse.