Brevet FR2385995A1 — publié le 19781027

;'invention concerne un capteur solaire ainsi que les installations équipées dudit capteur. On contact déjà des capteurs de types très variés permettant de récupérer l'énergie émise par les rayonnements solaires en les disposant en des endroits bénéficiant d'une bonne orientation; toutefois, la plupart de ces capteurs mettent en oeuvre des matériaux souvent coûteux, ce qui entraxe nécessairement un prix de revient relativement élevé. De plus, les dispositifs connus nécessitent, pour être efficaces, la mise en place de plusieurs capteurs courrant une surface assez importante et ne peuvent, de ce fait, trouver des utilisations que dans des cas très particuliers. Ce sera le cas dans le domaine écologique du chauffage de maisons individuelles par récupération d'énergie solaire où le capteur, le plus souvent, joue également le rôle de couverture du bâtiment en se confondant à un versant de a toiture présentant le meilleur ensoleillement. De telles orientations très attrayantes sur le plan théorique nécessitent, en réalité des investissements trop importants par rapport aux résultats obtenus, du moins dans l'état actuel de la technologie en la matière. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un capteur solaire, d'un encombrement très étudié, permettant, glace à des moyens appropriés une récupération très satisfaisante des calories émises par les rayonnements solaires, dans des conditions de prix de revient fort intdressante3. L'invention concerne à cet effet un capteur solaire caractérisé par un profil formant écran, constitué par la juxtaposition d'éléments omégas, de telle sorte à ce que la surface développée soit supérieure à la surface apparente, des tubes de cuivre d'un diamètre approprié permettant la circulation d'un liquide ou fluide récupérateur de calories, sont disposés en nombre suffisant dans chaque courbure de la face cachée des éléments omégas, de manière à autre en contact étroit avec la matière même de ces éléments, les tubes récupérateurs sont réunis à chacune de leurs extrémités à des tubes collecteurs, l'ensemble ainsi formé est disposé dans un caisson dont la face éclairée est munie d'une glace formant loupe' d'une épaisseur suffisante. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, dans les dessins ci joints, dans lesquels - la figure 1 est une vue de dessus du capteur solaire conforme à l'invention, - la figure 2a représente une vue de face du capteur solaire, - la figure 2b montre une vue profil du capteur solaire, - la figure 3 montre un détail de réalisation des tubes récupérateurs, par rapport au tube collecteur. Suivant une première caractéristique, ainsi que représentée aux figures 1, 2a et 2b, le capteur solaire conforme à l'invention comporte un profil formant écran 1, constitué par la juxtaposition d'éléments omégas 2, de telle sorte à ce que la surface développée soit supérieure au moins de un tiers à la surface apparente, des tubes de cuivre de faible diamètre 3 permettent la circulation d'un liquide ou fluide récupérateur de calories, sont disposés en nombre suffisant dans chaque courbure 4 de la face cachée des éléments omégas 2, de manière à entre le contact étroit avec la matière mdme de ces éléments, les tubes récupérateurs 3 sont réunis à chacune de leurs extrémités à des tubes collecteurs 5, l'ensemble ainsi formé est disposé dans un caisson 6 dont la face éclairée est munie d'une glace 7 formant loupe, d'une épaisseur de 5 b 8 mm suivant les dimensions du panneau capteur, ce qui permet de trans former le rayonnement solaire en énergie calorifique en exploitant les rayons lumineux dirigés sur la surface du capteur en leur faisant obstacle et ne les réfléchissant pas. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représentée figure 1, le profil formant écran 1 est constitué par la juxtaposition d'éléments omégas 2 réalisés de préférence en aluminium de faible épaisseur, par exemple 6/10 de millimètre, dont la face éclairée est teintée en noir ou en très sombre. Des tubes récupérateurs de calories 3 constitués dans un matériau très bon conducteur de la chaleur, tel que cuivre, de faible diamètre (6 intérieur, 8 extérieur, par exemple), sont disposés en nombre suffisant et en longueurs appropriées non limitatives dans chaque courbure 4 de la face cachée des éléments omégas 2. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représentée figure 3, les tubes récupérateurs de calories 3 sont réunis à chacune de leurs extrémités par brasure ou autre, à des tubes collecteurs 5 constitués également dans un matériau très bon conducteur de la chaleur, tel que cuivre. Le diamètre de ces tubes collecteurs 5 est déterminé par l'importance du panneau capteur à réaliser, ce diamètre pourra être prévu de façon non limitative, dans des dimensions telles que 20 mm intérieur, 22 mm extérieur ou 30 mm intérieur, 32 mm extérieur. Chacune des extrémités 8 des tubes collecteurs 5 sont obturées et chaque tube comporte, en son milieu, par piquage, une jonction conique 9 d'alimentation. Cette alimentation 9 au milieu des tubes collecteurs 5, permet la juxtaposition et la superposition des écrans et ausai de grandes variantes de réalisation, suivant lsimportance de l'équipement à mettre en oeuvre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représentée figure 1, les tubes récupérateurs de calories 3 sont maintenus en place contre la courbure 4 de l'élément oméga 2 par l'intermédiaire d'un autre élément oméga 10, de dimensions plus réduites, solidarisé au premier à l'aide de rivets 11. Généralement, on pourra avantageusement utiliser un profil oméga 10 d'une dimension telle à pouvoir s'insérer dans la courbure 4 de 1' élément écran 1, tout en permettant l'immobilisation d'au moins deux tubes récupérateur de calories 3. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représentée aux figures 1, 2a, 2b, l'ensemble écran 1, tubes récupérateurs 3, tubes collecteurs 5, est disposé dans un caisson 6 dont les parois latérales et le fond sont isolés soigneusement à l'aide de moyens appropriés. La face frontale éclairée du caisson 6 reçoit en applique une glace 7 formant loupe, d'une épaisseur de l'ordre de 5 à 8 mm. suivant ltimportance du panneau capteur. plus de l'isolation,des moyens appropriés permettent d'assurer une très bonne étanchéité de l'ensemble capteur caisson. A titre d'exemple non limitatif, il est donné ciaprès un exemple de fonctionnement. L'ensemble capteur caisson conforme à l'invention est placé en façade ou en toiture suivant une orientation convenable, les collecteurs se trouvant en position horizontale par rapport au so4) Le collecteur situé en partie basse est alors raccordé au réseau de distribution d'eau froide, cette eau traverse les tubes de faible diamètre, devenus verticaux dans le cas de l'emplacement en façade ou obliques dans le cas de l'emplacement sur un toit, pour aboutir dans le collecteur supérieur relié à un réservoir d'accumulation situé en position haute. Lorsque les rayons solaires frappent la face visible à travers la glace, ils augmentent la température du panneau oméga, cette augmentation de température est transmise par conduction aux tubes de faible diamètre à l'eau qu'ils contiennent. La convection naturelle provoque l'ascension des calories vers le collecteur supérieur et, évidemment vers le réservoir accumulateur, dans lequel vont autre stockées les calories, le milieu de stockage étant liteau qu'il contient. Ce stockage de calories pourra être utilisé à diverses fins, telles que production d'eau chaude sanitaire, participation au chaufage, etc... Bes expériences réalisées avec un panneau construit suivant les caractéristiques précédentes, de surface apparente égale à un mètre carré, période considérée,(Mirs) latitude 44, longitude 0, c' est-à-dire dans des conditions climatiques très moyennes, permettent d'estimer le rendement, sur le plan de la captation d'énergie, variant de 250 watts/ heure par faible éclairement jusqu'au délia du kilowatt/heure lorsqu'apparait le soleil déjà printanier (rendement au mètre carré), la température moyenne extérieure étant de 120 C, La faible inertie du dispositif permet une réaction très rapide aux modifications de l'intensité lumineuse. La contenance en eau d'un tel panneau de référence est de l'ordre de un litre au mètre carré. L'invention s'applique à la récupération d'énergie en général. Bien entendu l'invention ntest pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits ou représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation, sans pour celà sortir du cadre de l'invention. REVENDICA2IONS I. Capteur scolaire, caractérisé par un profil (1) formant écran, constitué par la juxtaposition d'éléments omégas (2), de telle sorte à ce que la surface développée soit supérieure à la surface apparente, des tubes de cuivre (3) d'un diamètre approprié permettant la circulation d'un liquide ou fluide récupérateur de calories, sont disposés en nombre suffisant dans chaque courbure (4) de la face cachée des éléments omégas (2), de manière à autre en contact étroit avec la matière même de ces éléments, les tubes récupérateurs (3) sont réunis à chacune de leurs extrémités à des tubes collecteurs (5), ltensemble ainsi formé est disposé dans un caisson (6) dont la face éclairée est munie d'une glace (7) formant loupe d'une épaisseur suffisante. 2.- Capteur solaire, conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le profil (I) formant écran est constitué par la juxtaposition d'éléments omégas (2) de préférence en aluminium de faible épaisseur, dont la face éclairée est teintée en noir ou en très sombre. 3.- Capteur solaire, conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les tubes récupérateurs de calories (3) sont constitués dans un matériau très bon conducteur de la chaleur, de faible diamètre, disposés en nombre suffisant et en longueurs non limitatives, dans chaque courbure (4! de la face cachée des éléments omégas (2). 4. Capteur solaire, conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tubes récupérateurs de calories (3) sont réalisés en cuivre et ont un diamètre intérieur-extérieur de l'ordre de 6, 8 mm. réunis par brasure à chacune de leurs extrémités à des tubes collecteurs (5). 5. Capteur solaire, conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les tubes collecteurs (5) sont constitués dans un matériau très bon conducteur de la chaleur dans un diamètre supérieur à celui des tubes récupérateurs (3). 6.- Capteur solaires conforme à l'une quelconque des revendications de t à 5, caractérisé en ce que les tubes collecteurs (5) sont réalisés en cuivre dans un diamètre intérieur-extérieur suivant les utilisations,de 11 ordre de 20, 22 mm., 30, 32 mm. ou plus important, sont obturés à chacune de leurs extrémités (8) et comportent en leur milieu, par piquage une jonction conique (9) d'alimentation. 7.- Capteur solaire, conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'alimentation au milieu des tubes collecteurs (5) permet la juxtaposition et la superposition des écrans. 8.- Capteur solaires conforme à l'une quelconque des revendications de 5 à 7, caractérisé en ce que les tubes récupérateurs de calories (3) sont maintenus en place contre la courbure (4) de 11 élément oméga (2) par ltintermédiaire d'un autre élément oméga (10) de dimensions plus réduites, solidarisé au premier à l'aide de rivets (11). 9. Capteur solaire, conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'ensemble écran (1), tubes récupérateurs (3), tubes collecteurs (5) est disposé dans un caisson (6) aux parois latérales et au fond, isolés soigneusement, comportant sur la face frontale éclairée, une glace (7) formant loupe, d'une épaisseur suffisante. 10,- Installation de chauffage ou de production d'eau chaude, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un capteur solaire, conforme à l'une quelconque des revendications de 1 à 9.