Brevet FR2357839A1 — publié le 19780203

La présente invention concerne des panneaux du type modulaire destinés à capter- le rayonnement solaire et/ou à dissiper l'énergie thermique dans l'espace libre. On connais déjà des panneaux modulaires de ce type qui utilisent normalement un gaz (de préférence de l'air) ou un liquide comme fluide travaillant thermoconvecteur. Dans la majeure partie des cas, on utilise un fluide liquide et il est alors nécessaire de réaliser de nombreux raccordements hydrauliques entre les divers panneaux, ce qui entraîne une réduction de la fiabilité de l'ensemble de l'installation en raison des pertes de fluide qui, ainsi qu'il est bien connu, peuvent se produire au niveau de ces raccordements. En outre, ces raccordements peuvent rendre laborieux le montage des panneaux et également difficile la manutention de ces panneaux et des conduits hydrauliques qui leur sont directement associés.Par exemple, dans le cas ou il est nécessaire de démonter un ou plusieurs panneaux pour les réparer ou les remplacer, le circuit de captage et/ou de dissipation d'énergie est interrompu, de sorte que (sauf si l'on prévoit des éléments de robinetterie spéciaux en supplément) il se pose également des problèmes de rechargement du fluide travaillant dans le circuit, ce circuit restant en outre hors d'état de fonctionner pendant toute la durée de l'intervention. Les problèmes d'installation, de fiabilité fonctionnelle et d'entretien sont réduits au minimum par l'utilisation de panneaux modulaires et hermétiques qui sont sensiblement exempts de raccordement avec les autres conduits de circulation du fluide travaillant contenu éventuellement dans ces panneaux. Ainsi qu'il est bien connu, les panneaux de ce dernier type sont appropriés pour transmettre l'énergie thermique captée (le rayonnement solaire) à un environnement adjacent ou, inversement, à dissiper dans l'espace libre la chaleur dudit environnement. Dans chaque cas, ces panneaux hermétiques sont affectés d'une limitation fonctionnelle considérable consistant en ce qu'ils ne peuvent assurer un échange thermique que vis-à-vis d'environnemeits adjacents, justement en raison de l'absence de liaisons avec des conduits de transport de la chaleur. Le but de l'invention est de permettre de réaliser un panneau solaire modulaire dans lequel les inconvénients cités ci-dessus soient éliminés et qui, en même temps, réunisse les avantages des solutions déjà connues dans la technique. L'invention a plus particulièrement pour but de permettre de réaliser un panneau du type cité qui soit d'une construction simple et rationnelle, fonctionnellement pratique à monter (et éventuellement à réparer) et qui puisse être utilisé indifféremment pour le captage et/ou la dissipation d'une énergie thermique. Suivant l'invention, ces buts sont atteints dans un panneau solaire du type modulaire destiné à capter et/ou dissiper une énergie thermique, qui comprend un élément creux et étanche, possédant sensiblement la forme d'une plaque, qui est au moins partiellement rempli d'un fluide thermoconvecteur, une surface de cet élément creux étant dirigée vers l'extérieur tandis que la surface restante est protégée par une couche de matière calorifuge contenue dans une enveloppe porteuse présentant la forme d'une boîte.Le panneau est principalement caractérisé par le fait que ledit élément creux se prolonge, dans la région d'au moins l'une de ses extrémités, à travers la matière calorifuge pour déboucher à l'extérieur de l'enveloppe porteuse, le prolongement de l'élément creux se terminant par une extrémité façonnée de manière à recevoir, en établissant un contact approprié pour l'échange de la chaleur un conduit correspondant qui contient un autre fluide de transport de la chaleur. Les figures du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue schématique en perspective et en partie en coupe longitudinale d'une forme préférée de réalisation d'un panneau modulaire suivant l'invention. La figure 2 est une coupe transversale et à plus grande échelle représentant un détail du panneau de la figure 1. Ainsi qu'on le remarquera en se reportant plus particulièrement à la figure 1, le panneau modulaire suivant l'invention , désigné dans son ensemble par la référence 4, comprend un élément creux 5 possédant sensiblement la forme d'une plaque, dont l'une des surfaces, la surface 6, est dirigée vers l'extérieur de manière à pouvoir capter l'énergie solaire et/ou dissiper une énergie thermique vers l'espace libre. Cet élément 5 peut être réalisé de n'importe quelle forme appropriée au but visé (par exemple, il peut être composé d'une plaque à canaux déjà connue dans la technique sous la désignation de roll-bond") et la surface 6 peut être convenablement traitée (par exemple par dépit d'un vernis sélectif, pose d'un ailettage, etc...) en fonction de l'utilisation prévue pour le panneau. En outre, la surface 6 peut être convenablement protégée de l'extérieur par une feuille 7 de verre ou équivalent, fixée sur une enveloppe porteuse 8 présentant la forme d'une boite. Ainsi qu'il ressort clairement de la figure 1, cette enveloppe 8 présente, sur les bords de la paroi du panneau qui est à l'opposé de celle sur laquelle l'élément 5 est disposé, des zones en contre-dépouille ouverte 9 et 9'. L'enveloppe 8 renferme également une couche de matière calorifuge (par exemple, de la laine de verre ou une mousse de polyuréthane) destinée à protéger la surface de l'élément 5 qui n'est pas dirigée vers l'extérieur afin d'éviter les pertes thermiques indésirables. L'élément creux se prolonge, au moins à l'une de ses extrémités, par un conduit incliné 10 (qui peut présenter une forme aplatie ou tubulaire) qui traverse le calorifugeage il et débouche à l'extérieur de l'enveloppe 8, dans la zone à contre-dépouille 9. Le prolongement 10 se termine par une extrémité façonnée 12 présentant en section transversale la forme approximative d'un U. Au droit de son extrémité opposée, l'élément 5 est de préférence muni d'un autre prolongement incliné 10', analogue au premier, qui débouche à l'extérieur de l'enveloppe 8 dans la zone à contre-dépouille 9'. De même, le prolongement 10' se terminè par une extrémité façonnée 12' possédant une section transversale en U. L'élément creux 5 et les prolongements 10, lO'fonwnt une enceinte hermétiquement fermée et remplie d'un fluide thermoconvecteur approprié (par exemple, de l'eau distillée ou dégazée, ou du "Fréon"), en partie en phase vapeur saturée et en partie en phase liquide condensée. Les extrémités façonnées 12, 12' de l'élément creux 5 sont destinées à recevoir, avec établissement d'un contact approprié pour l'échange thermique (ce pourquoi elles présentent une grande surface) des conduits 13, 13' respectivement qui contiennent un autre fluide de transport de la chaleur. Les conduits 13, 13 peuvent faire partie de circuits de chauffage ou de refroidissement, connus en soi et non représentés, par exemple pour un bâtiment qu'il s'agit de conditionner. A cette fin, de nombreux panneaux modulaires 4 peuvent être Dux- taposés, de préférence en position sensiblement verticale, en établissant avec les conduits 13, 13' un contact approprié pour l'échange thermique, comme représenté sur la figure 1 (où, pour simplifier le dessin, on a représenté un seul autre panneau 4, en traits interrompus), Suivant qu'ils sont destinés à être utilisés pour le captage ou la dissipation de l'énergie thermique (ou pour les deux fonctions), les panneaux 4 peuvent être montés suivant diverses orientations.Dans le cas du captage de l'énergie solaire par la surface 6, le fluide contenu dans l'élément creux 5 s'échauffe et la vapeur qui s'est dégagée en sort par le prolongement 10 pour céder sa chaleur au conduit 13 dans la région de l'extrémité façonnée 12, dans laquelle elle se condense pour revenir au même élément 5 par gravité. Dans le cas de dissipation de l'énergie thermique transportée dans le conduit 13', il s'établit dans le fluide contenu-dans l'élément 5 des mouvements de convection entre l'extrémité façonnée 12' et la surface 6, laquelle rayonne ladite énergie thermique vers l'espace libre. Indépendamment du mode de fonctionnement, il est évident que le panneau solaire suivant l'invention n'exige aucun raccordement hydraulique avec les conduits 13, 13', lesquels peuvent également transmettre l'énergie thermique captée par le panneau à un environnement éloigné ou au contraire évacuer 11 énergie thermique dégagée dans cet environnement éloigné et qu'il s'agit de dissiper au moyen dudit panneau. Le panneau suivant l'invention peut donc être monté et éventuellement démonté, par exemple pour l'entretien, sans nécessiter d'opérations longues. En outre, pendant la période où le panneau 4 est démonté, il n'est pas nécessaire d'interrompre l'installation combinée à ce panneau (en particulier d'interrompre les conduits 13, 13') dont le fonctionnement peut donc se poursuivre sensiblement sans altérations, même pendant l'intervention. Pour faciliter encore les opérations de montage, le panneau décrit ci-dessus peut être équipé d'autres accessoires, comme on l'a représenté sur la figure 2. En outre, le prolongement 10 de l'élément creux 5 est disposé de façon non rigide par rapport à la matière isolante 11 et au moins une partie 14 de cet élément 10 (représentée en forme de soufflet) est composée d'une matière flexible.En outre, l'extrémité façonnée 12 peut être bloquée sur la conduite 13 au moyen de mâchoires à brides 15 et 16, destinées à être serrées l'une contre l'autre (par exemple au moyen de vis) et qui sont reliées à l'enveloppe 8 par des ressorts ou équivalents 17. Naturellement, cesaccessoires peuvent également être réalisés de la même façon pour le prolongement 10' opposé au prolongement 10. Le montage et le démontage des divers panneaux sur les conduits 13, 13' sont facilités par la souplesse des extrémités façonnées 12, 12', qui compense automatiquement les éventuelles déformations des conduits 13, 13' ou les défauts de précision dimensionnels des divers panneaux modulaires. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens- techniques équivalents sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Panneau solaire du type modulaire destiné à capter et/ou dissiper une énergie thermique, qui comprend un élément creux et étanche, possédant sensiblement la forme d'une plaque qui est au moins partiellement rempli d'un fluide thermoconvecteur, une surface de cet élément creux étant dirigée vers l'extérieur tandis que la surface restante est protégée par une couche de matière calorifuge contenue dans une enve loppe porteuse présentant la forme d'une boite, caractérisé en ce que ledit élément creux se prolonge, dans la région d'au moins l'une de ses extrémités, à travers la matière calorifuge pour déboucher à l'extérieur de l'enveloppe porteuse, le prolongement de l'élément creux se terminant par une extrémité façonne de manière à recevoir, en établissant un contact approprié pour l'échange de la chaleur un conduit correspondant qui contient un autre fluide de transport de la chaleur. 2.- Panneau solaire modulaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément creux est rempli en partie de vapeur saturée du fluide thermoconvecteur et en partie de liquide condensé de ce fluide. 3.- Panneau solaire modulaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités dudit prolongement de l'élément creux présentent en section transversale la forme approximative d'un U de manière à présenter une grande surface pour établir l'échange thermique avec ledit conduit associé. 4.- Panneau solaire modulaire suivant la revendication -1, caractérisé en ce qu'au moins une partie dudit prolongement débouchant à l'extérieur de l'enveloppe est formée d'une matière flexible. 5.- Panneau solaire modulaire suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit prolongement débouchant à l'extérieur de l'enveloppe est fixé à cette enveloppe par des moyens élastiques et est disposé sans fixation rigide sur la matière calorifuge. 6.- Panneau solaire modulaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite extrémité façonnée est disposée dans une zone à contre-dépouille ouverte, ménagée sur le bord de la paroi du panneau qui est à l'opposé de celle sur laquelle l'élément est disposé, le prolongement de cet élément creux vers ladite extrémité étant incliné. 7.- Panneau solaire modulaire suivant la revendication 1, destiné à être placé en position sensiblement verticale, caractérisé en ce que ledit élément creux est muni de deux extrémités façonnées identiques, dont l'une est située à proximité du bord supérieur du panneau et l'autre à proximité du bord inférieur de ce panneau.