Brevet FR2450426A1 — publié le 19800926

La présente invention concerne un dispositif de captage et de stockage de l'énergie solaire, appliqué à lthabitation principalement. Dans les dispositifs connus de ce genre, les prix trop élevés d'achat et d'entretien ainsi que leur mauvais aspect, font qu'ils sont peu utilisés malgré primes et encouragements pour l'utilisation d'énergies nouvelles. De plus, lorsque l'énergie solaire est receuillie par un liquide caloporteur, eau plus antigel par exemple l'étanchéité fonctionnelle de ces installations est couteuse en qualité et en entretiens. Les photopiles solaires ne -sont pas rentables actu llohent ainsi que la photochimie solaire. L'installation à l'horizontale ou sur toits peu inclinés des capteurs actuels ne convient que l'été, quand le soleil est haut, pour le chauffage de l'eau de toilette ou de bain. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. 3ans celui-ci, en effet, le captage de l'énergie solaire doit se faire à la verticale ou presque, pendant les mois de chauffage domestique ou le soleil est bas et les besoins d'énergie sont les plus importants. Afin de diminuer au maximum prix de revient et entretien, le fluide caloporteur utilisé est l'air environnant. Afin d'amortir les modulations d'ensoleillement, il est important de stocker l'énergie calorique et d'obtenir en sortie de stock, une tempéra turco dtir la plus constante possible pour alimenter, par exemple une pompe à chaleur,comme il en existe, assurant une aération mécanique controlée dans l'habitat, supprimant ainsi l'intrusion sauvage de l'air, extérieur plus ou moins chargé de poussières et porteur de bruit. Il est connu, au domaine thermique, que le seul procédé actuellement utilisable pour stocker une partie de l'énergiecaptée, consiste à chauffer un matériau et à limiter son refroidissement par une isolation thermique. Pour l'air, on peut faire circuler celui-ci entre des pierres qui s'échauffent et sont capables par la suite de restituer cette chaleur à de l'air froid. I1 se conçoit que dans un volume de pierres oxtérieurement isolée thermiquement, les pierres ne seront chauffées ou refroidies qu'aux endroits ou circule cet air et les autres pierres par conduction qui est faible puisqu' elle ne se fait que par de petites surfaces de contact. La présente invention évite cet in convénient puisqu'elle réglemente la-circulation de l'air en l'obligeant à contacter un bien plus grand noi- bre de pierres. La mécanique des fluides étant celle du moindreeffort. Le dispositif, objet de l'invention comporte, pour le captage de l' & nergie solaire, l'utilisation loraqu' il8 sont ouverts, des volets servant à clore les baies de fenêtres ou de portes, qui sont exposées au soleil. Sur l'intérieur de ces volets serait fixé un cadre recouvert extérieurement d'un film, posé à chaud, de polyéthylène rétractable comme utilisé actuellement comme emballage transparent. Ce film ayant la qualité d'être résistant aux chocs et de ne pas se gondoler sous l'effet solaire ou du froid, ainsi que je l'ai expérimenté pendant plus de 2 ans. Ce film ayant de plus la qualité être traversé par les ultra-violet dont le pouvoir bactéricide est considérable. Le fond de cadre pourrait être le volet ou un panneau rigide en contrez plaqué,par exemplea iacilitant le stockage et la manutention.L'intérieur du fond de cadre recouvert d'une feuille d'aluminium poli, formant miroir de refléchissement des infra-rouges réémis par un intercalaire disposé entre le fond et le film extérieur. Cet intercalaire étant en fait le capteur du rayonnement solaire,puisque sa surface serait mate et de couleur fonçèe. L'ensemble se présente donc comme un véritable piège à calories conjuguant l'effet de serre et l'effet de corps noir. Pour que le film de polyéthylène rétractable puisse mieux résister aux chocs, ballon enfant par exemple, il serait bon qu'il appuit sur toute sa surface sur le capteur; à cet effet et aussi par économie de fabrication, le capteur pourrait être en matériau mince,ondulé verticalement, l'épaisseur de ce capteur étant légérement supérieure à celle de son logement pour qu'après la pose à chaud du film, ce dernier en se rétractant se plaque bien sur toute la surface du capteur,dont le matériau serait judicie c e0m11 t La circulation de l'air sur le capteur étant de bas en haut, l'air ex- térieur entrerait par des évidements disposés dans'la bordure intérieure du cadre, circulerait en se réchauffant dans les ondulations du capteur, sortirait,en haut du capteur, par un orifice dans lequel viendrait se loger une extrémité de conduit relié au tuyau d'aspiration d'air vers le stockage et la pompe à chaleur.Cette extrémité de conduit étant fixée dans le mur, il se conçoit que l'air du capteur ne sera aspiré qu'à volets ouverts. Une des particularités de l'invention étant, qu'à volets fermés dans un encadrement étanche à l'air, bien encastré dans la maçonnerie, l'on aura ainsi formé un matelas d'air entre la fenêtre et les volets,freinant surtout considérablement la déperdition de température ainsi que l'entrée des bruits extérieurs dans An habitat, dont l'air est largement renouvelé par la pompe å chaleur. Selon l'invention, c'est dans le vide sanitaire des habitats individuels qu'il est le moins onéreux de stocker l'énergie solaire. Cet emplacement étant isolé thermiquement du sol et des parois extérieures préalablement, c'est entre les poutres,soutenant le sol ou plancher de l'habitat, que circulerait l'air aspiré par la pompe à chaleur et provenant de l'extérieu comme précédemment expliqué. Aux extrémités de ces poutres, en dessous, un ouverture largement dimentionnée servirait au passai de l'airs ces ouvert res plaçées en quinconce, permettant de constituer un long couloir de cir culation d'air qui contacterait,ainsi,nresque toutes les pierres disposées entre ces poutres.Dans l'ordre de leur coefficient de conduction, Suivant le lieu de l'habitat, le choix pourrait se faire avec basalte, granite, gneiss, marbre, sylex, porphyre. Suivant la disposition des pièces de l'habitat et la position de la pompe à chaleur, il pourrait également y avoir une entrée d'air à plusieu endroits,en conservant pour ehacune la même longueur de couloir vers la se tie commune conduisant l'air à la pompe à chaleur. Lorsque que le captage des calories est seulement destiné au chauffa de l'eau, le stockage des calories pourrait se faire dans un réservoir db bien calorifugé extérieurement,dans lequel serait disposé un serpentin à l'intérieur duquel passerai l'air provenant des capteurs. Le serpentin ét; économiquement préférable puisque sans soudure. Pour augmenter la surface de captage, lorsque les lieux le permetten écologiquement, par exemple sur une terrasse, les capteurs pourraient etr disposés hors de vue. Les cadres de captage étant, en tous les cas, fabri qués en matériau non hygrométriques, le contreplaqué marine paraissant le moins cher actuellement. Suivant le mois de l'année, les capteurs pourrai être disposés perpendiculairement aux rayons solaires à midi-solaire, pou obtenir le maximum de calories. Le dessin anexé illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation dispositif conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté Figures 7 . 2 & 3.le voleticomporte un cadz qui est fixé sur l'intérieur coté fenêtre. A l'intérieur de ce cadre 2 e: disposé le capteur ondulé 2 de façon à libérer l'arrivée d'air 6 en comma nication avec l'extérieur par des évidements 7 ; l'air chauffé est aspir dans la chambre 8 par l'intermédiaire d'une pipe 9 reliée à la gaine iso IO alimentant le stockage calorique avant la pompe à chaleur. La Pipe 9 fixée dans le mur 71 pour venir s'ajuster dans l'évidement I2 pratiqué d le volet I et le cadre 2 afin que, lorsque le volet est plaqué et retenu contre le mur, l'air circulant dans le capteur soit aspiré. En fabrication dtensemble de captage, une feuille 4 de tractable est posée à chaud pour recouvrir le cadre 2 coté capteur 3 e refermer derrière les bords du cadre. Les évidements 7 étant bien dégagé pour le libre passage de l'air extérieur et l'évacuation de l'eau de con sation dans le capteur. Les figures 4 . 5 & 6 , représentent, suivant l'invention, un aménage vinent de vide sanitaire pour le stockage de l'énergie solaire. Le fond et les cotés du vide sanitaire étant bien garnis de matériau i4 isolant 13, polystyrène expansé par exemple,l'on dispose des poutresvdesti- nées à l'appui du sol ou plancher de lthabitat I5. La hauteur de ces poutres étant fonction du cubage total de pierres dont on dispose ou désire pour y stocker l'énergie calorique solaire. La vue en plan fig.6 indique que des ouvertures I6 sont pratiquées dans les extrémités et en bas des poutres, leur disposition en quinconce obligeant l'air aspiré à circuler, suivant flèches, de façon à se réchauffer ou chauffer les pierres disposées dans les couloirs. Le dispositif, objet de l'invention, peut non seulement être utilisé pour de petits immeubles maussi pour les grands collectifs, ateliers, usines. les dimensions et le nombre des capteurs ou stockeurs étant fonction du résulat à obtenir. Le bas prix de revient en assurant la rentabilité. Les perfectionnements décrits et exposés ainsi que les figures du dessin ne le sont qu'à titre d'exemple, destinés à la compréhension du brevet et par conséquent non limitatifs; de plus chaque perfectionnement peut être employé séparément. C'est ainsi que le miroir 3, représenté en pointillé,destiné à réfléchir les infra-rouges provenant du capteur, peut être simplement constitué par une mince feuille d'aluminium poli, collé sur le fond du cadre 2. REVENDICATIONS 1.- Dispositif économique de captage de l'énergie solaire caractérisé par un cadre1 contenant un capteur sombre et mat, sur transparente les ondulations duquel est tendu un film de polyéthylène retractable, posé à chaud. Le stockage des calories étant fait par des pi- erres disposés dans des couloirs entre les poutres du vide sanitaire. 2.- Dispositif suivant la revendication 1,caractérisé par la pose des cadres de captage sur la face intérieure des volets,servant à clore les baies de fenêtres ou de portes exposées au soleil. 3.- Dispositif suivant la revendication 2,caractérisé par le fait de n' aspirer l'air circulant dans le capteur qu'à volets ouverts. les volets fermés formant écran thermique et phonique 4.- Dispositif suivant la revendication 1, caratérisé par la pose des cadres de captage d'énergie solaire sur la toiture terrasse d'immeubles ou autre lieu écologiquement admis. 5.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par un miroir réfléchissant les infra-rouges du capteur, par une simple feuille d'alu collée au fond du cadre.