Brevet FR2435674A1 — publié le 19800404

La présente invention concerne les dispositifs de captationplan de l'énergie solaire permettant le chauffage d'un fluide, par exemple : l'eau, pour les usages domestiques, sanitaires, industriels ou autres. Les capteurs-plans connus permettent de transformer directement en chaleur l'nergie reçue sons forme de rayonnement lumineux provenant du soleil, puis de la communiquer par l'intermédiaire d'un échangeur ; le rayonnement lumineux est absorbé par une surface plane d'une couleur absorbante recouverte d'un vitrage spécial. Un fluide circule à travers les conduits en contactes avec la plaque et assure le transport des calories vers l'échangeur du réservoir de stockage. Ces dispositifs et d'autres plus élaborés ont un rsn- dement moyen et irrégulier : en effet les tempsratures obtenues sont trep tributaires de certains facteurs, par exemple : le lieu, l'instant de la journée, l'ensoleillement, ect... Un capteur-plan métallique de I,5 m2, de ce genre, permet d'obtenir en moyenne I00 litres d'eau chaude à 60 pour une journée d'-ensoleillement te- tale. Le dispositif suivant l'invention, permet d'obtenir une courbe des températures aseendante et descendante régulièrement élevee sans chute brutale de celle-oi, quels que soient l'ensoleillement, la température extérieure et l'instant de la journée, et, permet aussi des rendements optima grâce à la grande perméabilité thermique de l'ardoise, à sa couleur naturellement absorbante et au pouvoir non-négligeable, d'accumulation, de eelle-oi ; I,5 m2 de capteur solaire suivant l'invention permet de chauffeur I00 litres d'eau à 65 o., au mois de mars, en Ih30sn, ceoi après un seul passage dans ce capteur.A cette même période de l'année on arrive à obtenir des températures maxima de 80 -85 c. par une température extérieure culminant à I2 o.. Le dispositif de captation suivant l'invention peut donc porter la ohaleur des fluides à hautes teQpé- ratures même par ensoleillement très moyen et peut alimenter en calories une réserve qui permettra de faire passer celui-ci au rang de fournisseur principal pour les besoins sanitaires, chauffage d'une habitation ou besoins industriels et autres. Le procédé selon l'invention est aussi d'une mise en oeuvre simple et peu onéreuse puisqu'il permet d'utiliser des déchets de schistes existant en très grandes quantités dans certaines régions. Dans le cas de l'emploi du procédé suivant l'invention, par exemple, en remplacement d'une partie de la couverture des habita tions et considérant le prix de la couverture traditionnelle en ardoise, l'investissement supplémentaire est peu élevé ; de plus ce dispositif n'entraîne pas de renforcement des charpentes si l'on considère que le m2 de matériau aggloméré a une densité légèrement inférieure au m2 de couverture en ardoise traditionnelle et il est facile de concevoir des plaques absorbantes moulées ayant l'apparence d'une couverture traditionnelle d'une surface de 2 m2 posées directement sur le chevronnage, ce qui entrain la suppression du lattage.Ces panneaux absorbants seront moulés de façon à ce qu'ils soient, par exemple : agrafés entre eux pour obtenir une bonne é tanchéité et une bonne liaison. Ces plaques seront recouvertes d'un vitrage spécial qui en période de grande chaleur deviendra super flu, il est donc possible d'envisager un dispositif permettant d'escamoter celui-ci par un système mécanique à commande électroni- que, ce qui dans certains cas préserverait l'esthétique de l'Hnbi- tation. Le dispositif, objet de l'invention comporte un vitrage spécial destiné à provoquer un effet de serre, une partie absorbante en matériau aggloméré compose de 90 % de déchets d'ardoises broyées et lies par 10 * de résines organiques ou synthétiques qui la rendent parfaitement imperméable aux fluides, par exemple ; l'Ardal, nn isolant : mousse polyurétane, laine de verre, est..., et un cadre supportant l'ensemble en même matériau que la partie absorbante. Selon une réalisation de l'invention, un évidement serpentant dans le centre de la masse du matériau est obtenu lors du moulage permettant ainsi l'introduction et la circulation d'un fluide caloporteur qui draine et emporte les calories absorbées et accumulées par la partie absorbante fixée entre le vitrage spécial et l'iso- lant du capteur. Le Fluide est enfin évacué soit vers un échangeur thermique permettant d'échauffer un liquide, par exemple : l'eau, à l'intérieur d'un réservoir prévu pour conserver la chaleur ou directement vers le réservoir de stockage. Enfin, le calorifuge retient la chaleur absorbée et accumulée par la partie absorbante en matériau aggloméré à base d'ardoise de ce fait, la différencie d'échauffement entre les parties inférieure et supérieure du panneau aggloméré de 2 cm d'épaisseur atteint 50 maximum seulement, la surface d'échange est doublée. L'épaisseur de la partie absorbante, l'importance et le nombre d'évidements en forme de serpentin pourront varier suivant les types d'installations, ceci pour augmenter le phénomène d'accumulation ainsi que le débit du fluide caloporteur. Bien entendu, chaque pan neau aura une entre et une sortie d'eau reliée à un collecteur d'eau froide et chaude. Tel qu'il est représenté, le dispositif comporte sur la plan ohe t la partie absorbante en matériau aggloméré (déchets d'ardoises + résines) oW l'on a pratiqué par moulage, un évidement serpentant au centre du matériau dans lequel circule le fluide ealoporteur et son cadre en mêne matériau. La vue, planche II, de ce capteur, coupe AB, montre la partie absorbante 8 dans laquelle l'évidement 5 a été moulé et où circule le fluide caleporteur. Cette partie absorbante 8 est placée sous le vitrage spécial 3, entre lesquels on a laissé un espaoe 4, l'iso- lant 6 soutenu par un support 7, par exemple : rétallique, vient se placeur directement derrière cette partie absorbante 8. Suivant les différentes installations, des variantes pourront être admises quant à la disposition des matériaux isolants sans sortir du cadre de l'inventien.L'ensemble est encadré par un profil I en meme ra tériau aggloméré dans lequel on a pratiqué deux rainures où vien nent s'encastrer le vitrage 3 et la partie absorbante 8, on remar- que l'on a placé un joint 2 pour empêcher les infiltrations d'eau. La vue, planche III, nous montre lesmêmes éléments du capteur vant la coupe CD. Le procédé, objet de l'invention peut être utilisé comme pre mier élément des installatiOns, par exemple : chauffe-eau, ehauida- ge des habitations et locaux industriels, climatisation des pisei- nes, des serres et autres. Etant donné les multiples possibilités de moulage de ces types de matériaux, il est possible de réaliser des applications diverses, par exemple : imitation toitures, dallages pour terrasses, gradins et toutes surfaces extérieures suceptibles de recevoir un revêtement en même matière qui permet l'sbsorp- tion et l'accumulation. De part ses qualités thermiques, cette ma- tière absorbante peut eatre très bien utilisée comme échangeur thernique à accumulation à l'intérieur d'un local, par exemple : plinthes chauffantes, eot..., tout en utilisant le même procédé de ia- brication. Dans le cas de constructions anciennes, un tube, par exemple : métallique de section rectangulaire, pour être adjacent aux ardoises, serpente entre le lattage côté comble, ce tube est aussi recouvert d'une matière isolante ; il sera ajouté un vitrage spécial côté extérieur pour obtenir l'effet de serre sur la surface désirée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS I. Dispositif permettant l'absorption et l'accumulation de l'énergie solaird an niveau du capteur-plan, notamment pour le chauffage d'eau, caractSri- sé en ce que l'ensemble du capteur-plan comporte une partie absorbante en mti tériau aggloméré compost d'ardoises broyées et liées par des résines organiques ou synthétiques le rendant imperméable aux fluides, un vitrage spécial, un calorifuge et un cadre-support en mEme matière que la partie absorbante. 2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé parle fait qu'un ési- dement en forme de serpentin est obtenu par moulage dans le matériau agglomé- ré b bue naturelle t l'ardoise. 3. Dispositif selon les revendications I et 2, caractérisé par le fait que l'accumulation de chaleur permet de doubler la surface d'échange thermique au nivelai de l'évidement en forme de serpentin moulé dans la masse de la partie absorbante. 4. Dispositif selon les revendications I à 3, caractérisé par le fait que le fluide caloporteur introduit dans 'évidement en forme de serpentin, dratne et emporte les calories absorbées et accumulées par la plaque absorbante en matériau aggloméré. 5. Capteur selon les revendications I - 2 et 3, caractéridé en ce que les éléménts latéraux supportant l'ensemble sont noulSs dans le même matériau. 6. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait qutancune partie essentielle du capteur d'énergie solaire ne comporte un élément métallique. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le serpentin peut *tre aussi an tube, par exemple t mStallique de section rectangulaire ayant une des deux faces les plus larges en contact avec la partie absorbante, c'esst-à-dire la couverture d'ardoises existante dans le cas de constructions anciones. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le faL t que le serpentin trouve sa place dans les intervalles laissés entre les lattes, ce qui permet le contact d'unie face du tube avec la partie absorbante. 9. Procédé selon l'ensemble des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il peut permettre la fabrication d'éléments échangeurs thermiques à accumulation.