Brevet FR2437583A1 — publié le 19800425

L'invention concerne la climatisation d'un logement et en particulier le chauffage d'un logement par l'utilisation au moins partielle de l'énergie solaire et/ou le refroidissement de ce logement. On a déjà réalisé des installations de chauffage central dont la chaudière classique est remplacée par un réservoir d'eau chauffé par un serpentin qui fait partie d'un circuit de circulation d'eau de chauffe comprenant des tubes d'eau qui reçoivent un rayonnement solaire. On a ainsi deux circuits distincts: l'un de chauffe du réservoir d'eau, l'autre de distribution de l'eau chauffée dans ce réservoir, ce qui exige une installation coûteuse et augmente les pertes calorifiques. D' autre part, on n'a pas la possibilité de réchauffer rapidement une pièce. On a d'autre part proposé d'installer un mur en maçonnerie derrière un vitrage, ce mur chauffant la pièce adjacente directement par sa face en contact avec cette pièce et aussi par une circulation d'air sur sa face tournée vers le vitrage. On a également disposé selon des rangées et des colonnes un certain nombre de bidons d'eau horizontaux recevant sur une face le rayonnement solaire et étant en contact par la face opposée avec l'atmosphère d'une pièce. Mais, dans ces deux derniers cas, la température n'est pas uniforme dans le logement chauffé et le réglage de la température est rudimentaire. L'objectif de l'invention est de fournir un système de réalisation simple qui permette d'avoir une température uniforme dans un logement, ainsi que de pouvoir la régler à volonté et de pouvoir agir rapidement sur la température d'une pièce déterminée de ce logement. A cet effet, l'invention prévoit un système d'échange thermique entre le logement et l'extérieur, comprenant au moins un bloc de grande inertie thermique avec une face interne tournée vers l'intérieur du logement et une face opposée externe tournée vers l'extérieur, caractérisé en ce qu'un écran thermique est interposé entre ce bloc et l'intérieur du logement et en ce que des moyens réglables sont prévus pour transmettre de la chaleur, à travers cet écran thermique, entre le bloc et l'intérieur du logement. Ce bloc joue ainsi à la fois le rôle d'accumulateur thermique et de capteur et/ou de déperditeur thermique. Le bloc forme avantageusement un réservoir de liquide. Les moyens réglables peuvent comprendre au moins un volet ouvrant, thermiquement isolant, formant au moins une partie de l'écran thermique. On peut notamment avoir un cadre thermiquement isolant recouvrant la face interne du bloc en formant des ouvertures qui s'étendent sur, approximativement au moins, toute la hauteur du bloc et sur une partie de la largeur de celui-ci et qui peuvent dtre fermées par des volets ouvrants thermiquement isolants. Ces volets peuvent être réglables de façon continue ou peuvent autre simplement soit complètement ouverts soit complètement fermés. La face externe du bloc est, lorsqu'on désire obtenir un chauffage, disposée derrière un vitrage exposé au moins approximativement au sud. Les moyens réglables peuvent notamment comprendre un circuit réglable de fluide caloporteur entre ce bloc et des éléments de diffusion thermique répartis dans le logement. Le bloc forme avantageusement un réservoir de liquide et ce liquide est de préférence le fluide caloporteur, ce qui évite d'installer dans le bloc des tubes pour le fluide caloporteur, le circuit réglable de fluide caloporteur étant branché directement sur le réservoir. Si l'on combine le système de volets internes avec un circuit réglable de fluide caloporteur, il peut suffire de placer des éléments de diffusion thermique de ce circuit dans des zones du logement éloignées du bloc ou des blocs de grande inertie thermique, les zones proches de ce bloc ou de ces blocs étant chauffées par ouverture des volets internes. I1 peut être avantageux de subdiviser le bloc par des fentes en compartiments communiquant thermiquement les uns avec les autres, chaque volet interne correspondant approximativement à l'un de ces comparti mentis. Un volet externe peut avantageusement recourir la face externe du bloc pour éviter des pertes calorifiques pendant la nuit en cas de fonctionnement en chauffage ou un réchauffement pendant le jour, en cas de fonctionnement en refroidissement. Les volets sont de préférence à la fois thermiquement isolants et réfléchissants. La facilité avec laquelle on peut faire rapidement un apport de chaleur dans une pièce adjacente à un bloc de grande inertie thermique permet de réduire le chauffage d'une telle pièce lorsqu'elle n'est pas utilisée. On peut aussi en réduire le volume pendant les périodes de non utilisation. Pour cela, le bloc peut être monté dans une cellule rétractable pouvant être rentrée dans le logement ou repoussée vers ltextérieur; le circuit de circulation de liquide caloporteur comporte alors une portion non rigide lui permettant de suivre les déplacements de la cellule. Le système selon l'invention présente, en outre, le grand avantage d'être réversible et de pouvoir servir au chauffage du logement pendant l'hiver et au refroidissement du logement pendant l'été. I1 peut Stre intéressant de prévoir des moyens pour renouveler le liquide contenu dans le réservoir de liquide, si le bloc en comprend un, par exemple au passage de la saison froide à la saison chaude. Le bloc de grande inertie thermique peut être constitué par une masse en des matériaux solides et/ou liquides de grande capacité thermique1 tels que de la maçonnerie, de l'eau, des sels par exemple, cette masse étant traversée par des tubes ou passages pour le fluide caloporteur. Si le bloc forme un réservoir de liquide caloporteur, il peut être constitué par un récipient paralléllPpédique muni de tubulures d'entrée et de sortie. La face externe du bloc de grande inertie thermique est de préférence de couleur sombre si le système est utilisé pour le chauffage. On va décrire, en se référant au dessin joint, un exemple de réalisation de l'invention, donné à titre non limitatif, dans le cas d'une utilisation en chauffage. Dans ce dessin: la Fig 1 représente une coupe verticale de la région d'un logement comprenant un bloc de grande inertie thermique à chauffage solaire; la Fig 2 représente une coupe horizontale de la même région, selon la ligne 2-2 de la Fig 1; et la Fig 3 est un schéma d'un circuit de circulation d'eau incluant des blocs de grande inertie thermique selon les Fig 1 et 2, destiné au chauffage du logement.. Le logement (qui a été représenté en plan en 1 sur la Fig 3 de manière très schématique ) est compris entre un plancher inférieur 2 et un plancher supérieur 3, visibles en partie sur la Fig 1. La région du logement comprenant un bloc 4 de grande inertie thermique est comprise entre deux murs 5 et 6 visibles en partie sur la Fig 2. Le bloc 4 est placé derrière un vitrage 7 orienté vers le sud, qui est monté de manière classique. Ce bloc 4 est constitué par un récipient paralléllPpédique, en métal ou en matière plastique, dont la face externe 8, tournée vers le vitrage, est de teinte fonçée. Ce récipient forme réservoir d'eau et il comporte une tubulure d'entrée 9 et une tubulure de sortie 10 qui permettent de renouveler l'eau contenue à des moments déterminés. Le réservoir 4 a une épaisseur de 20 à 30 cm par exemple. il repose sur le plancher inférieur 2 par l'intermédiaire d'un matériau souple 11, tandis qu'un matériau 12, également souple et tel qu'une mousse synthétique, assure l'étanchéité thermique à la partie supérieure. De même, un matériau thermiquement isolant et souple 13, 14 assure l'étanchéité thermique sur les c8tés. Ces matériaux Il, 12, 13 et 14 permettent les dilatations thermiques. Sur la Fig 2 on peut voir la division du réservoir 4 en compartiments 15, 16, 17 au moyen de fentes verticales 18 et 19 qui ne s'étendent que sur une partie de la hauteur du réservoir en laissant communi quer les compartiments entre eux par de larges passages de liaison à la partie inférieure et à la partie supérieure. Des montants 20, 21, 22, 23 servent à tenir le réservoir 4 ainsi que des rails de guidage 24, 25, 26, 27 pour des volets internes tels que le volet 28 de la Fig 7. Ces montants passent les uns 20, 23 sur les bords du réservoir 4 et les autres 21, 22 dans les fentes 18 et 19. Ces fentes 18 et 19 sont garnies d'un matériau thermiquement isolant et souple 29, 30. Des volets internes tels que le volet 28 sont placés en face de chaque compartiment 15, 16 et 17. Ces volets, constitués par une enveloppe ayant une face en matière plastique et une face en aluminium ou en matière plastique recouverte d'aluminium et par un remplissage interne en mousse plastique, forment ici un volet coulissant constitué de quatre parties. Un volet externe 31 peut glisser sur des rails de guidage 32 et 33 et s'enrouler autour d'un axe vertical dans un coffret 34. Sur la Fig 1 on voit l'arrivée 35 et le départ 36 d'un circuit permettant la circulation de l'eau du réservoir 4 dans des radiateurs répartis dans le logement. La Fig 3 montre schématiquement ce circuit. Sur cette figure on a conjugé deux réservoirs 4 et 4' disposés sur la façade sud du logement 1. Les deux sorties 36 et 36' de ces réservoirs sont re liées à l'entrée d'une pompe de circulation 37 dont la sortie est reliée à un système de chauffage annexe 38. La sortie de ce système de chauffage annexe est reliée aux entrées 35, 35' de ces réservoirs respectivement par un radiatenr 39, 39' ou plusieurs radiateurs.Ces radiateurs sont situés près de la façade nord du logement, les réservoirs 4 et 4' étant prévus pour chauffer directement la zone sud de l'appartement par l'ouverture de volets dans l'écran thermique séparant chaque réservoir du logement. S'il n'y avait pas d'ouvertures dans cet écran thermique, on répartirait les radiateurs dans tout le logement pour en uniformiser la température. Pendant l'été, le volet externe 31 est fermé pendant la journée et ouvert pendant la nuit, contrairement à la marche d'hiver. Pendant l'été, les volets internes peuvent être plus ouverts pendant la journée que pendant la nuit. La manoeuvre des divers volets et l'action sur la circulation d'eau et son passage dans les radiateurs permettent de régler la température du logement avec une grande souplesse. Dans le cas particulier où l'on ne désirerait obtenir qu'un refroidissement du logement, on aurait avantage à supprimer le vitrage 7 des Fig 1 et 2. Bien entendu, de nombreuses variantes peuvent être apportées dans la réalisation des divers éléments et dans la combinaison des circuits d'eau ou d'un autre fluide caloporteur. REVENDICATIONS 1- Système d'échange thermique entre un logement et l'extérieur, comprenant au moins un bloc de grande inertie thermique avec une face interne tournée vers l'intérieur du logement et une face opposée externe tournée vers l'extérieur, caractérisé en ce qu'un écran thermique est interposé entre ce bloc et l'intérieur du logement et en ce que des moyens réglables sont prévus pour transmettre de la chaleur, à travers cet écran thermique,entre le bloc et l'intérieur du logement. 2- Système d'échange thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc forme un réservoir de liquide. 3- Système d'échange thermique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens réglables comprennent au moins un volet ouvrant, thermiquement isolant, formant au moins une partie de l'écran thermique. 4- Système d'échange thermique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un cadre thermiquement isolant recouvre la face interne du bloc en ménageant des ouvertures qui s'étendent sur, approximativement au moins, toute la hauteur du bloc et sur une partie de la largeur de celui-ci et qui peuvent être fermées par des volets ouvrants thermiquement isolants. 5- Système d'échange thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc est subdivisé par des fentes en compartiments communiquant thermiquement les uns avec les autres et en ce que chaque volet correspond approximativement à l'un de ces compartiments. 6- Système d'échange thermique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un volet externe ouvrant peut recouvrir la face externe du bloc. 7- Système d'échange thermique selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le ou chaque volet est formé de matériaux le rendant à la fois thermiquement isolant et réfléchissant. 8- Système d'échange thermique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face externe du bloc est disposez derrière un vitrage exposé au moins approximativement au sud. 9- Système d'échange thermique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens réglables comprennent un circuit réglable de fluide caloporteur entre ce bloc et des éléments de diffusion thermique répartis dans le logement. 10- Système d'échange thermique selon la combinaison des revendications 2 et 9, caractérisé en ce que le liquide du réservoir formé par le bloc est le fluide caloporteur et en ce que le circuit réglable de fluide caloporteur est branché sur au moins une entrée dans ce réservoir et une sor twe de ce réservoir.