Brevet FR2400166A1 — publié le 19790309

Il existe de multiples types de capteurs solaires fonctionnant sur le principe de l'effet de serre et de la circulation d'un fluide caloporteur, généralement de l'eau, dans un isolateur faisant corps noir situé à l'intérieur de la serre dont la partie exposée au soleil est transparente et la partie exposée à l'ombre est constituée par un isolant thermique rigidifié par une carapace qui est généralement soit en tole soit en matière plastique rigide. Tous les capteurs existants doivent être reliés à un réservoir de stockage extérieur au capteur par des tuyauteries.Pour pouvoir utiliser la régulation automatique par thermosyphon il est nécessaire que le réservoir de stockage soit situé, tout au moins en partie, au dessus du capteur si non une pompe de circulation et une régulation doit être installée dans le circuit, cette régulation est particulièrement délicate et onéreuse car en jouant sur des quantités horaire d'énergie et des différences de température relativement faibles, il faut transférer de l'énergie uniquement du capteur vers le réservoir et non pas du réservoir vers le capteur pourrait alors travailler en émetteur de calories vers l'atmosphère. Le but de la présente invention est un capteur solaire comportant dans sa partie supérieure et noyé dans l'isolant thermique du capteur un ou plusieurs réservoirs de stockage dont la régulation simplifiée et une pompe peuvent permettre de transférer l'eau chaude contenue dans le ou les réservoires inclus dans le capteur vers un gros réservoir de stockage situé à n'importe quel niveau par rapport au capteur, l'énergie complémentaire pour atteindre la température d'utilisation désirée étant réalisée de préférence dans ce gros réservoir de stockage complémentaire, qui peut être tout simplement un chauffe eau éléctrique à accumulation classique.D'une manière préférentielle, le capteur selon l'invention comportera plusieurs réservoirs de stockage situés les uns au dessus des autres et réunis entre eux par de simples tuyaux; la capacité totale des réservoirs sera voisine de la capacité maxi de production d'eau chaude journalière par le capteur, le départ vers les points d'utilisation est raccordé au réservoir ce qui permet de tirer l'eau "solaire" la plus chaude possible, le chauffage d'appoint pouvant être fait par un chauffe eua classique soit instantané soit à accumulation, situé à proximité immédiate des points d'utilisation.Le capteur est par principe situé relativement loin des points d'utilisation, ceci pour des questions d'ensleillement et d'esthétique, il est possible d'introduire d'une manière connue une circulation continue avec ou sans réchauffage dans la tuyauterie calorifuggée située entre le capteur et les points d'utilisation, ceci pour avoir toujours de l'eau chaude dans cette tuyauterie. A titre indicatif et non limitatif, les fig. 1 - 2 - 3 et 4 représentent un capteur selon l'invention, la figure 1 est une coupe selon l'axe I-I de la fig. 2 et la figure 2 est une coupe selon l'axe II-II de la figure 1. La figure 3 représente le sertissage d'une ailette sur le tube cuivre avec interposition de ciment thermique, la figure 4 est une coupe du clapet de non retour pour éviter l'inversion du thermpsyphon lors des refrondissements nocturnes. Pour les figures 1 et 2, une partie de l'isolant thermique a valontairement été retirée afin de simplifier ces figures. 1 est la couverture transparente au rayonnement solaire, cette couverture peut avoir une ou plusieurs parois, 2 est la lame d'air relativement immobile qui est chauffée par l'effet de serre, les ailettes 3 pourvues d'un revétement absorbant ayant des caracté- ristiques aussi proches que possible de celles d'un corps noir absorbent les calories, ces ailettes 3 sont serties sur des tubes de cuivre 4 avec interposition d'un ciment thermique 14, 5 sont les réservoirs de stockage d'eau chaude, 6 est le collecteur supérieur pour le sautirage de l'eau chaude, 7 est le callecteur inférieur pour l'alimentation en eau froide. Les raccords union 8 soudés aux extrémités des collecteurs d'eau chaude et d'eau froide permettent la mise en série de plusieurs capteurs sans avoir besoin de tuyauteries extérieures. Un clapet de non retour 9 est consitué d'une boule 17 de densité voisine de 0,90 située entre le diaphragme 15 et les butées 18 dans le tube 16, ce clapet 9 empêche le thermosyphon de s'inverser lors du rafroidissement nocturne des ailettes 3 et des tubes 4. Le zuyau 10 permet à l'eau la plus froide - ou la moins chaude - située à la partie inférieure du réservoir de stockage inférieur de circuler vers la callecteur 11 ce qui permet la circulation du fluide en thermosyphon lorsque la couverture transparente 1 du capteur est soumise au rayonnement solaire qui chauffe les tubes 4. Les réservoirs 5 et les tuyauteries correspondants sont noyés dans la matière isolante moulée 12 qui présente une rigidité et des caractéristiques mécaniques suffisantes pour assurer la bonne tenue de l'ensemble. Un revêtement extérieur 13 assure la protection méchanique de l'isolant et la finition de l'appareil. REVENDICATIONS. 1) Capteur solaire à réserve d'eau chaude incorporée,caractérisé en ce que au moins un réservoir cylindrique horizontal est inclus dans l'isolant formant la structure porteuse de l'appareil est que les tubes munis d'ailettes pour fermer l'isolateur arrivent directement à la partie supérieure de ce réservoir. 2) Capteur solaire à réserve d'eau chaude incorporée selon revendication 1, caractérisé en ce que d'autres réservoires cylindriques de stockage sensiblement parallèles à celui dans lequel arrive les tubes de l'isolateur sont situés en dessous et reliés les uns aux autres par au moins un tube. 3) Capteur solaire à réserve d'eau chaude incorporée selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,caractérisé en ce que à la partie supérieure un collecteur d'eau chaude (6) relié par au moins un tube au réservoir supérieur est muni à ses deux extrémités de raccords pour la mise en série de plusieurs capteurs similaires. 4) Capteur solaire à réserve d'eau chaude incorporée selon l'une quelconque des revendications 1 - 2 ou 3, caractérisé en ce que un collecteur d'eau froide (7) relié par ou moins un tube à la partie inférieure du réservoir inférieur est muni à ses deux extrémités de raccords pour la mise en série de plusieurs capteurs similaires. 5) Capteur solaire à réserve d'eau chaude incorporée selon l'une quelconque des revendications 1 - 2 - 3 ou 4, caractérisé en ce chaque tube de l'isolateur est muni d'ailettes indépendantes,ces ailettes étant reliées au tube par un ciment thermique. 6) Capteur solaire à réserve d'eau chaude incorporée selon l'une quelconque des revendications 1 - 2 - 3 - 4 ou 5, caractérisé en ce que un collecteur (11) relie entre eux à leur partie inférieure les tubes (4) de l'isolateur, ce collecteur étant relié à la partie la plus basse des réservoirs (5) par un tube (10) et un clapet de non retour (9). 7) Capteur solaire à réserve d'eau chaude incorporée, selon revendication 6, caractérisé en ce que le clapet de non retour est constitué d'une bille de densité voisine de 0,9 oscillant entre un diaphragme et des butées à l'intérieur d'un tube dont le diamètre intérieur est de l'ordre de 1,8 fois le diamètre de la bille.