Brevet FR2428214A1 — publié le 19800104

L'invention concerne un capteur solaire à accumulation d'énergie. On sait que les besoins croissants en énergie ont conduit à une utilisation accrue des capteurs solaires, notamment pour le chauffage d'habitations ou pour le chauffage d'eau à usage sanitaire. On utilise habituellement dans ce but deux types principaux de capteurs solaires s le Les capteurs solaires à circulation : de tels capteurs comportent en général un corps absorbant les radiations calorifiques ou "absorbeur', dont la face avant est habituellement protégée par un vitrage, tandis que la face arrière est en contact avec un fluide caloporteur - air ou eau -, en circulation entre le capteur et uB élément d'isolation thermique et en communication avec un réservoir. L'inconvénient principal de ces capteurs réside dans la complication des circuits et dans leur coût relativement élevé du fait du fluide en mouvement. D'autre part, ils ne permettent de récupérer l'énergie calorifique qu a partir d'un certain seuil, puisque le fluide caloporteur sortant du capteur doit eAtre à une température supérieure à celle de l'enceinte d'emmagasinage d'énergie. 2. Les capteurs-stockeurs s de tels capteurs constituent des murs-rideaux (murs de béton, ou murs d'eau) placés entre des poteaux-supports, qui font partie intégrante du bâtiment d'habitation. Ce type de capteur présente l'avantage qu'il n'y a pas de seuil thermique de fonctionnement, puisque toute l'énergie captée est utilisée, et qu'il n'implique pas l'utilisation de fluide en mouvement. Néanmoins, les murs en béton ont une faible capacité calorifique, si leur epaisseur est modérée, et sont difficiles à réaliser, si leur épaisseur est importante. Quant aux réservoirs d'eau, ils présentent l'inconvénient d'être peu fiables, du fait des risques de fuite par corrosion, s'ils sont en acier, ou de ne pas supporter des pressions importantes, s'ils sont en matière plastique.On peut naturellement renforcer les réservoirs en matière plastique par de l'acier, mais il -se pose alors des problèmes de dilatation différentielle. L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un capteur solaire à accumulation d'énergie, qui puisse etre réalisé en une matière synthétique sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des renforts métalliques. A cet effet, l'invention a pour objet un capteur solaire comportant un absorbeur dont la face absorbante est tournée vers le rayonnement solaire, tandis que sa face arrière est en contact avec de l'air en circulation servant d'agent caloporteur, ce capteur étant caractérisé en ce que la partie disposée à l'arrière de l'absorbeur et que traverse l'air en circulation est emplie au moins partiellement d'un gel à base de dérivés d'acide acrylique. La Demanderesse a en effet établi qu'un tel gel agit comme un véritable agent de stockage d'énergie thermique, dont la conductibilité thermique et la capacité calorifique sont comparables à celles de l'eau, alors que la pression hydrostatique qu'il exerce sur les parois du capteur est très inférieure à celle qu'exercerait un liquide, ce qui élimine les risques de fuites. Un tel gel comprendra par exemple 80 % en poids d'eau et 20 % en poids de polymères à base de dérivés d'acide acrylique. On utilisera, par exemple, à cet effet,une solution aqueuse de dérivés d'acide acrylique mélangés en parties égales, par exemple de méthylolacrylanide et d'acrylamide, que l'on polymérise ensuite dans l'eau à l'aide de peroxydes ou de persels, avec addition d'un accélérateur, par exemple le diéthylalinopropionitrile (DEAPN), et éventuellement d'un agent de réticulation, le N-N' méthylènebisacrylamide (NN' - MBA). Une résine appropriée pour la réalisation d'un tel gel est, par exemple, la résine commercialisée sous l'appellation "Rocagil 1295 (marque déposée). Divers adjuvants peuvent être incorporés dans le gel, par exemple de l1e'thyl:neglycol, pour le protéger contre la gelée. La polymérisation de la solution aqueuse de résine dans le capteur peut être effectuée en 30 minutes environ, aussi bien en usine que sur les chantiers d'installation des capteurs. Pour éviter les pressions exercées par la solution aqueuse, avant polymérisation, le capteur peut etre disposé à plat pendant la polymérisation et être redressé pour sa mise en place une fois la polymérisation terminée. Un avantage considérable du capteur à accumulation d'énergie conforme à l'invention est que, du fait de la suppression des risques de fuite, on peut le placer sur des toitures de bstiments, ce qui permet d'améliorer l'angle de captage et de libérer la faça de des batiments tournee vers le soleil pour y disposer des fenêtres. Les dessins annexés illustrent la réalisation d'un capteur conforme à l'invention appliqué au chauffage d'un bâtiment. Sur ces dessins s La figure 1 est une coupe verticale partielle du capteur et de l'ossature environnante du bâtiment ; Les figures 2 et 3 sont deux coupes transversales, respectivement suivant les lignes Il-Il et III-III de la figure 1. Sur ces figures, le capteur, désigné par la référence générale 1, alimente en air chaud une gaine 2, protégée par des panneaux thermiquement isolants 3. Comme on le voit clairement sur le dessin, la partie arrière 4 du capteur forme une protubérance engagée dans la gaine 2. Le capteur proprement dit comporte un absorbeur 5, dont la face avant, recevant le rayonnement solaire, est protégée par deux plaques transparentes 6 et 7, entre lesquelles peut être interposé un rideau 8, tandis qu'un flux d'air servant de fluide caloporteur circule entre la face arrière de l'absorbeur et les parois de la partie 4 du capteur, dans laquelle sont prévues à cet effet des grilles de reprise d'air, non représentées. Conformément à l'invention, entre la face arrière de l'absorbeur 5 et les parois de la partie arrière 4 du capteur est logé un agent d'accumulation d'énergie constitué par un gel comprenant environ 80 % en poids d'eau et 20 % en poids de résine HRocagil 1295" (marque déposée) polymérisée. Ce gel, qui stocke les calories, est au contact de l'air traversant la partie 4 du capteur et lui restitue ainsi les calories accumulées. On notera que de l'air de renouvellement peut être admis dans la gaine 2, par le conduit coudé 9, à partir du volume du capteur compris entre l'absorbeur 5 et la plaque transparente 7. Cet air de renouvellement est luimeAme admis dans ce volume par une ouverture 10, ménagée dans la paroi latérale du capteur. La partie 4 du capteur peut être réalisée en polyester mince, sans aucun renfort métallique, ce qui facilite les opérations de fabrication et limite le court de l'ensemble. La température du gel est pratiquement uniforme dans tout le volume 4, ce qui n'est pas le cas lorsque l'on utilise un réservoir d'eau, où l'on constate des températures différentes à des niveaux différents. Le capteur solaire selon l'invention est particulièrement bien adapté au chauffage de pavillons ou d'immeubles de plus grande importance, du fait de son aptitude à accumuler l'énergie calorifique sans faire appel à des réservoirs de grandes dimensions. REVENDICATIONS 1.- Capteur solaire à accumulation d'énergie calorifique, comportant un absorbeur dont la face absorbante est tournée vers le rayonnement solaire, tandis que sa face arrière est en contact avec de l'air en circulation servant d'agent caloporteur, ce capteur étant caractérisé en ce que la partie disposée à l'arrière de l'absorbeur et que traverse l'air en circulation est emplie au moins partiellement d'un gel à base de dérivés d'acide acrylique. 2.- Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit gel comprend environ 80 % en poids d'eau et 20 % en poids de polymères à base de dérivés d'acide acrylique. 3.- Capteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit gel résulte de la polymérisation d'une solution aqueuse de résine "Rocagil 1295axa. 4.- Capteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que de l'air circule également entre la face absorbante de l'absorbeur et une plaque transparente de protection de cette face.