Brevet FR2402840A1 — publié le 19790406

La présente invention concerne un panneau ainsi qu'une installation de captation et d'utilisation de lténergie solaire à partir de tel panneau. Au cours de ces dernières annees, la raréfaotion et l'augmentation considérable du prix de revient des sources d'énergie liées au pétrole, ainsi qu'une prise de conscience et les risques que peuvent faire courir à L'environnement l'utilisation de sources energiques dites "polluantes" ont fait évoluer les recherchespour tenter dtutiliser des sources d'ènergie nouvelles. Parmi ces sources d'énergie, l'utilisation a' grande échelle de moyens susceptibles de capter ltenergie transportée par les rayons solaires qui avaient pu paraitre non rentable semble maintenant vouée à un avenir certain. En conséquence, de nombreuses tentatives ont dejà éte faites, dans le but d'utiliser cette énergie solaire mais, aucun de ces moyens n'ont jusqu'à présent donne une entière satisfaction sur le plan économique. En effet, la captation de l'énergie solaire réclame des panneaux de grande surface dont la construction était particulièrement conteuse et d'une rentabilité douteuse. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un- panneau salaire et une installation de captation et d'utilisation de lténergie solaire à partir de tels panneaux qui soient simples, bon marché, fabriques en très grande série, donc puissent atre utilisés à grande échelle. A cet effet, la présente invention concerne un panneau solaire formant partie intégrante du toit ou de la façade d'un bâtiment élément de couverture et de bardage, en assurant les fonctions classiques de protection contre les intemperies et dtisolation thermique, panneau caractérisé en ce qutil se compose d'un cadre renfermant un capteur et un émetteur d'énergie separes par une couche isolante et traversés par un fluide caloporteur. D'une façon préférentielle, le capteur et S'émetteur d'énergie sont formés chacun par deux plaques recouvrant respectivement les deux faces inférieure et supérieure de la couche isolante, formes chacune de dieux tales accolées definissant entre elles un chemin--de circulation pour le fluide caloporteur, les chemins de circulation définis sur les plaques supérieure et inférieure étant relies entre eux de manière à créer entre ces plaques1 dans certains cas d'utilisation, un circuit fermé, la plaque supérieure jouant le r8le de corps noir pour permettre la captation de lténergie solaire par le fluide caloporteur et la plaque inférieure assurant la distribution de cette énergie dans le bâtiment, par exemple dans un but de chauffage. Ainsi, le meme panneau servira, d'une part, à capter lténergie solaire et, d'autre part, à chauffer intérieurement le bâtiment grâce à la circulation du fluide caloporteur qui est réchauffé à l'extèrieur et ensuite passe dans le chemin de circulation intégré à l'intérieur du panneau. De plus, ce même panneau solaire peut entre utilisé en tant qu'élément de construction, pour assurer la protection classique contre les intempéries, et isoler thermiquement les bâtiments grâce à la plaque en matériau isolant. Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaquette supérieure est recouverte par une vitre qui reçoit directement le rayonnement solaire et isole entre elle-m8me et la plaque supérieure un volume d'air qui se trouve chauffé par effet de serre. Cette serre permet d'améliorer le rendement des panneaux solaires. Selon une autre caractéristique de l'invention, le chemin de circulation du fluide caloporteur est obtenu sur chaque plaque par emboutissage ou formage de la t8le non accolée à la couche isolante. D'une façon préférentielle, les chemins de circulation seront identiques sur les deux faces de la couche isolante, ce qui permettra la fabrication de ces panneaux à l'aide des mêmes matrices et demandera des investissements plus limités. Bien entendu, les deux plaques pourront éventuellement fonctionner séparément. La présente invention concerne aussi une installation de captation et d'utilisation de l'énergie solaire à partir d'un ou de plusieurs des panneaux décrits précéde -ent. Cette installation comporte, en plus du circuit de circiatior du fluide caloporteur défini sur les faces interne et externe des plaques, un circuit annexe de circula tion du fluide caloporteur monté en dérivation sur le circuit des panneaux f moyen d'un robinet à deux voies, susceptible de fournir des calories à un réseau de distribution d'eau chaude. Ainsi, le panneau qui fait l'objet de l'invention pourra être utilisé pour fournir toute lténergie nécessaire à une habitation (chauffage, distribution d'eau chaude ...). Selon une autre earacteristique de l'invention, l'installation comporte un réservoir de stockage de l'énergie, thermiquement isolé, monté en dérivation sur le circuit annexe, ainsi qu'unie canalisation, munie d'une pompe, susceptible de soutirer de l'eau chauffee de ce réservoir pour la transférer dans le circuit de chauffage du ou des panneaux ou dans le circuit annexe. Cette disposition permettra de stocker de L'éner- gie (liquide réchauffé) pendant les périodes où l'énergie~ solaire reçue est supérieure à celle demandée soit pour un chauffage intérieur du bâtiment, soit pour réchauffer un réseau de distribution de liquide (par exemple d'eau). Le panneau solaire ainsi que l'installation qui font l'objet de la présente invention seront décrits plus en détail à l'aide des dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble d'un panneau selon l'invention. - la figure 2 est une coupe d'un tel panneau. - la figure 3 représente un schéma d'une installation utilisant un tel panneau. Selon la figure 1, le panneau solaire 1 qui fait l'objet de la présente invention est susceptible de former par Lie intégrante du toit de la façade d'un bâtiment en assurant les fonctions classiques de protection contre les intempéries et d'isolation thermique. Un tel panneau se compose d'un cadre 2 renfermant un capteur et un émetteur d'énergie séparés par une couche isolante 5 et traverses par un fluide caloporteur 4 destiné à capter l'énergie solaire pour la redistribuer ensuite dans le batlment d'une façon qui sera décrite plus en détail dans la suite de cet expose. Selon la figue 2, le capteur et l'émetteur d'énergie sont formés chacun par deux plaques 8 et 9 recouvrant respectivement les deux faces inférieure et supérieure de la couche isolante 5, ces deux plaques inférieure et supérieure 8 et 9 sont formees chacune de deux tôles accolées 6, 6' et 7, 7 -definissant entre elles un chemin de circulation 3, pour le fluide caloporteur. Les chemins de circulation 3 définis sur les plaques inférieure et supérieure sont réunis par une canalisation et-, ainsi, la plaque superieure 8 joue le rSle de corps noir pour permettre la captation de l'énergie solaire par le fluide caloporteur 4, tandis que la plaque inférieure 9 assure la distribution de cette e'nergie- dans le bâtiment, par exemple par chauffage direct à partir du toit ou de l'une de ses parois. En outre, la plaque superieure 8 est recouverte par une vitre 10 qui reçoit directement le rayonnement solaire selon la flèche A, isole entre elle et la plaque supérieure 8 un volume d'air il qui se trouve chauffe par effet de serre. D'une façon préférentielle, les chemins de circulation définis sur les plaques internes et externes 8 et 9 seront identiques, pour diminuer leur prix de revient. Selon la figure 3, la présente invention concerne aussi une installation de captation et d'utilisation de l'énergie solaire à partir d'un ou plusieurs panneaux tels que les panneaux 1 décrits ci-dessus. A cet effet, les panneaux 1 sont placés sur la toiture ou sur la façade d'un bâtiment. Une telle installation comporte un circuit annexe 12 de circulation du fluide caloporteur monté en dérivation sur le circuit 3 des panneaux au moyen d'un robinet à deux voies 13. Ce circuit annexe circulation 12 comporte un échangeur de chaleur 14 dans lequel il transmet une partie de son énergie à un réseau de distribution 15 d'eau chaude. En outre, et à partir d'un autre robinet à deux voies 16, le circuit annexe 12 est relié à un réservoir de stockage 17 thermiquement isolé, susceptible de stocker de l'énergie dans les périodes où lténergie solaire reçue est supérieure à celle demande, soit pour le chauffage intérieur du bâtiment, soit pour l'alimentation du réseau de distribution d'eau chaude. Dans oe oas, lténergie stockée dans le réser- voir 17 est recupérée par temps d'echauffement solaire inférieur aux besoins de la demande, au moyen dune canalisation 18 susceptible de soutirer l'eau contenue dans le réservoir 17 au moyen d'une pompe 19 pour la ramener par commande d'un robinet à trois voies 20, soit au circuit de chauffage interne 3 du bâtiment, soit à l'échangeur de chaleur 14 alimentant le réseau de distribution d'eau chaude 15. Grace à une seconde pompe 21, il sera également possible de ramener l'eau venant du réservoir 17 ou celle provenant directement du panneau solaire, -vers ce mime panneau bouclant ainsi le circuit de captation de lténergie solaire. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus decrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Panneau solaire formant partie intégrante du toit ou de la façade d'un estiment en assurant les fonctions classiques de protection contre les intempéries et dtisolation thermique, panneau caractérisé en ce qu'il se compose d'un cadre renfermant un capteur et un émetteur d'énergie séparés par une couche isolante et traverses par un fluide caloporteur. 2) Panneau solaire selon la revendication l, caractérisé en ce que le capteur et l'émetteur d'énergie sont formés chacun par deux plaques recouvrant respectivement les deux faces inférieure et supérieure de la couche isolante formées chacune de deux t8les accolées définissant entre elles, un chemin de circulation pour le fluide caloporteur, les chemins de circulation définis sur les plaques supérieure et inférieure étant reliés entre eux de manière à créer entre ces plaques un circuit fermé, la plaque supérieure jouant le r81e de corps noir pour permettre la captation de l'énergie solaire par le fluide caloporteur et la plaque inférieure assurant la distribution de cette énergie dans le bâtiment, par exemple dans un but de chauffage. 3) Panneau solaire selon l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisé en ce que la plaque supé- rieure-est recouverte par une vitre qui reçoit directement le rayonnement solaire et isole entre elle-m8me et la plaquette supérieure un volume d'air qui se trouve chauffé par effet de serre. 4) Panneau solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chemin de circulation du fluide caloporteur est obtenu sur chaque- plaque par emboutissage de la t8le non accolée a la plaque isolante. 5) Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les chemins de circulation sont identiques sur les deux faces de la couche isolante. 6) Installation de captation et d'utilisation de l'énergie solaire à partir d'un ou de plusieurs panneaux selon l'une quelconque des revendications Ila 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit annexe de circulation du fluide caloporteur monté en dérivation sur le circuit du ou des panneaux au moyen d'un robinet à deux voies, et muni d'un échangeur de chaleur susceptible de fournir des calories à un réseau de distribution d'eau chaude. 7) Installation frelon la revendication 6, caractérisée en ce qutelle-comporte un réservoir de stockage de l'énergie, thermiquement isole, monté en dérivation sur le circuit annexe ainsi qu'unie canalisation, munie d'une pompe susceptible de soutirer de l'eau chauffée de ce réservoir pour la transférer dans le circuit de chauffage du ou des panneaux ou dans le circuit annexe.