Brevet FR2423732A1 — publié le 19791116

a) La présente invention concerne un générateur d'eau chaude utilisant l'énergie solaire. b) Dans les dispositifs connus de ce genre le capteur est généralement du type plan utilisant l'effet de serre avec un calorifuge soigné permettant de réduire les pertes, le fluide caloporteur est l'eau additionnée ou non d'antigel. Le transfert des calories est obtenu par une pompe qui véhicule l'eau chauffée dans le capteur, jusqu'à un échangeur situé dans un ballon de stockage (I 'échangeur étant quelquefois supprimé) une régulation différentielle de température permet de n'envoyer dans le ballon de stockage qu'une eau à une température plus élevée en provenance du capteur. De tels installations présentent des inconvénients importants :-le capteur est fragile (vitrage : chocs dus aux percussions éventuel les et chocs thermiques. - I'isolant se détériore dans le temps - le rendement diminue avec itaugmentation de température du capteur. - le vitrage s'il permet l'effet de serre réfléchit 10 à 12 % du rayonnement solaire. - l'eau utilisée comme fluide caloporteur corrode ou entartre l'installation ce qui occasionne une baisse de rendement des capteurs dans le temps. c) Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients, en effet le capteur utilisé est formé dtun évaporateur à plaque type Rubanox (procédé Roll Band ou similaire), utilisé habitueliement dans les congélateurs'et réfrigérateurs domestiques. Cette plaque (ou assemblage de plaques), dont la dimension varie suivant la puissance à obtenir, est posée sur un support incliné sur 'horizontale selon une valeur dépendant de l'utilisation et de la latitude du lieu. L'innovation réside dans le fait que le capteur est évaporatif et fonctionne à basse température ainsi tous les inconvénients des capteurs classiques à eau sont évités. - rendement excellent car le capteur reste à une température basse de 5 à 150C (suivant climat). - cette basse température permet de supprimer lteffet de serre recherché dans les capteurs plans classiques qui augmente le niveau de chaleur mais minore la quantité de chaleur captée par unité de surface, et améliore donc le rendement de captation. - I'isolation thermique n'est à envisager que sur la sous face non exposée et uniquement dans les régions à climat rude (à partir de 2.800 degres jour environ). La partie exposée au rayonnement est couverte d'une peinture noire mate (sélective). - le fluide en circulation étant du Forane, aucune corrosion n'est à craindre pas plus que des pertes de rendement pour entartrage, boues etc..., comme dans les capteurs plans à eau. Le dispositif comporte en outre un compresseur, un condenseur noyé dans le réservoir d'eau à chauffer, des organes de régulations qui sont - un détendeur thermostatique qui régule la température du capteur à une valeur basse (de 5 à 150C par ex.) - des pressostats haute et basse pression protégeant le compresseur. - un régulateur de pression d'aspiration évitant les coup de liquide. - un échangeur sommaire entre aspiration compresseur et liquide venant du condenseur (sur le circuit Forane). - un thermostat petmettant de réguler le niveau de la température à obtenir dans le ballon d'eau chaude. .- une résistance électrique d'appoint située dans la partie supérieure du ballon et alimentée en heures creuses avec son thermostat limiteur. FONCTIONNEMENT DU DISPOSITIF La température d'évaporation étant fixée par un détendeur thermostatique en fonction du climat considéré, le compresseur dont la pression d'aspiration est régulée par un accessoire du commerce, évacue les calories captées augmentées de celles dues au travail de compression vers le serpentin condenseur immergé dans le ballon de stockage d'eau. Ces calories sont cédées par condensation et le Forane employé arrive en phase liquide à la température de l'eau contenue dans le ballon à la sortie du condenseur. Un sous refroidissement par échange est opéré entre le liquide et les gaz d'aspiration à + 100 diminuant sensiblement le travail de compression par élévation de la température donc de la pression amont compresseur ou B.P avant la détente dans le capteur évaporatif. II est à noter que la température de condensation, donc la pression (H.P.) varie pendant la montée en température de l'eau du ballon favorisant ainsi le rendement par un faible rapport de pression en début de charge, donc un excellent coefficient de performance. Une bouteille de liquide assure les variations de charge dues aux variations de la température de condensation. REGULATION : Le détendeur maintient la pression interne de l'évaporateur donc sa température a une valeur réglable. Les pressostats haute et basse pression protègent le compresseur ainsi qutun relais temporisé évitant les mises en service trop fréquentes. Un aquastat placé dans la partie inférieure du ballon autorise le choix de la top d'eau à obtenir en agissant sur le compressueur. Enfin dans le cas d'un ensoleillement insuffisant, une résistance électrique placée dans la partie supérieure du ballon, et alimentés en heures creuses,. complète éventuellement la chauffe de la seule partie supérieure. Le dessin annexé illustre le montage de ces éléments conforme à la présente invention : - capteur CE - détendeur thermostatique DT - régulateur de pression d'aspiration RP - compresseur P - condenseur immergé C - bouteille de liquide BL - échangeur entre gaz et liquide E Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé dans tjtes es les applications thermiques de chauffage d'un fluide avec une dépense dténergie électrique faible notamment - production d'eau chaude sanitaire - chauffage central REVENDICATIONS 1. - Générateur d'eau chaude comportant un capteur d'énergie solaire dans-lequel circule un fluide envoyé par un compresseur dans un condenseur disposé dans une enceinte contenant l'eau à réchauffer, caractérisé par le fait que le capteur est constitué par un évaporateur à plaques. 2. - Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le capteur comporte une arrivée de fluide liquide et une sortie-de fluide gazeux. 3. - Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le fluide circulant dans le capteur est du Forane. 4. - Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un détendeur thermostatique susceptible de maintenir la température du fluide circulant dans le capteur à une valeur choisie 5. - Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des manostats haute et basse pression protégeant le compresseur et régulant le fonctionnement. 6. - Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un régulateur de pression dans le circuit de circulation du fluide.