Brevet FR2452068A1 — publié le 19801017

L'invention a pour objet un procédé et une installation pour le chauffage solaire d'un local présentant une face exposée au rayonnement solaire. Conformément à l'invention, la face exposée au rayonnement solaire est établie de façon à jouer à la fois le rôle d'un capteur et d'un accumulateur de chaleur en étant constitué par un espace qui est séparé de l'extérieur par une vitre destinée à être traversée par le rayonnement solaire pour l'obtention de l'effet de serre et qui est séparé du local par un mur accumulateur de chaleur tandis que -cet espace contient des tubes remplis d'une matière fondant à une température nettement au-dessus de la température de chauffage du local en absorbant une chaleur latente aussi élevée que possible qui est restituée par la solidification de la matière fusible à ltair de 11 espace destiné à circuler en circuit fermé à travers cet espace et le local à chauffer. On comprendra que, dans l'espace formant capteur de chaleur, les surfaces libres du mur et des tubes seront avantageusement revêtues d'une peinture noire mate pour l'obtention d'une absorption maximale de chaleur. Le mur séparant l'espace capteur du local à chauffer sera avantageusement conducteur en constituant ainsi pour le local une paroi chauffante dont la face intérieure restera à une température modérée en assurant un confort avec obtention d'une température intérieure du local maintenue à une valeur désirée par la circulation réglable d'air à débit modéré, tandis gu'en période de fort rayonnement solaire et d'utilisation du chauffage solaire la fusion de la matière fusible permet d'emmagasiner la surchauffe et d'accumuler une grande quantité de chaleur sous forme de chaleur latente de fusion. La matière à température de fusion bien au-dessus de la température de confort peut être en particulier de la paraffine dont le point de fusion est de 52 OC. Les tubes contenant la matière fusible peuvent être remplacés par des éléments classiques de chauffage central empilés verticalement ou horizontalement. Les tubes eux-mêmes peuvent être disposés verticalement ou horizontalement, tandis que l'écou- lement de l'air autour des tubes s'effectue en un courant parallèle ou perpendiculaire aux tubes. Pour bien faire comprendre 1' invention, on en décrira ci-après plus en détails un exemple d'exécution en référence au dessin schématique annexé, dans lequel la figure 1 est une coupe verticale d'un local à chauffage solaire selon un plan perpendiculaire à la façade exposée au rayonnement solaire ; la figure 2 est une coupe verticale de l'espace capteur de chaleur selon un plan parallèle à la vitre traversée par le rayonnement solaire ; et la figure 3 est une coupe selon un plan horizontal, par exemple selon la ligne III-III des figures 1 et 2. Au dessin schématique, on a indiqué en 1 un local à chauffer, éventuellement cloisonné intérieurement, en 2 son plancher et en 3 sa couverture représentée inclinée dans le sens augmentant la hauteur de la façade exposée au rayonnement solaire. Ce local à chauffer 1 est par exemple compris entre un mur avant 4 accumulateur et conducteur de chaleur du côté de la façade exposée au rayaEl- nement solaire, un mur opposé.accumulateur de chaleur et isolant 5 et des murs analogues latéraux 6. A l'extérieur du mur avant 4 est prévu l'espace capteur de chaleur 7 limité vers l'extérieur par une vitre 8 à laquelle peut être associé tout dispositif d'obturation désiré (non représenté) constitué par un ou plusieurs rideaux ou volets.La vitre 8 est par exemple parallèle à la face extérieure 9 du mur avant 4 à une certaine distance de ce mur et dans l'espace 7 on a prévu un faisceau de tubes parallèles 10, par exemple verticaux, remplis de paraffine et ménageant entre eux des passages d'écoulement pour une circulation ascendante de- l'air admis en provenance du local 1 par des ouvertures inférieures Il dans le mur 4 et retournant au local par des ouvertures supérieures 12. On comprendra que la façade équipée de la vitre 8 sera avantageusement orientée dans une direction en plein sud (du moins dans l'hémisphère nord) pour recevoir le rayonnement solaire maximal. En période d'utilisation du chauffage solaire, la circulation de l'air s'effectuera selon les flèches représentées sur la figure..1 et on comprendra que le local sera chauffé d'une part par le rayonnement 13 de la face intérieure 14 du mur avant conducteur 4 dont l'épaisseur sera calculée pour que la chaleur le traverse en un temps prédéterminé et, d'autre part, par la convection résultant de la circulation de l'air qui pourra être interrompue la nuit, pour l'obtention d'un chauffage plus réduit, par la fermeture des ouvertures Il ou 12.Ce double mode de chauffage présente l'avantage d'obtenir un chauffage satisfaisant par utilisation d'une paroi chauffante 14 à température modérée et par une circulation d'air à débit modéré de façon que ni la température de la paroi rayonnante 14, ni la vitesse de l'air en circulation ne puisse être une cause d'inconfort. En l'absence de rayonnement solaire, la vitre 8 pourra être obturée pour réduire la déperdition de chaleur par cette face tandis que le chauffage continuera par prélèvement d'une partie de la chaleur accumulée par les murs-et par les tubes de paraffine 10. On remarquera que la fusion de la paraffine sous l'action de la chaleur solaire permet d'accumuler dans les tubes une quantité considérable de chaleur constituée par la somme de la chaleur sensible et de la chaleur latente de fusion de la paraffine, tout en absorbant la surchauffe que pourrait produire le rayonnement solaire maximal en période d'utilisation du chauffage solaire. L'installation est particulièrement simple puisqu'elle ne nécessite pas de canalisations spéciales pour la circulation du fluide caloporteur constitué par l'air dont la circulation peut se faire naturellement par thermosiphon ou à l'aide d'un moyen de circulation forcée comprenant par exemple de petits ventilateurs associés aux ouvertures 11 ou 12. La fusion de la paraffine permet d'absorber la surchauffe qui par ailleurs pourrait être envoyée dans un autre moyen d'accumulation de chaleur s il est'possibie en outre de s'opposer à cette surchauffe dans le cas d'un rayonnement solaire dépassant les besoins du chauffage en obturant la vitre 8, par exemple par fermeture d'un rideau réflecteur gui est associé à la vitre et permet aussi de diminuer les déperditions de chaleur en l'absence de rayonnement solaire et notamment au cours de la nuit. On comprendra que l'exemple d'exécution décrit ci-dessus et représenté au dessin annexé n'a aucun caractère limitatif et quton pourrait, sans s 'écarteur du cadre de l'invention définie par les revendications annexées, envisager diverses modifications ou divers équipements complémentaires. En particulier, l'espace capteur de chaleur par effet de serre pourrait contenir un réservoir pour chauffer ou préchauffer l'eau utilisée'pour les besoins ménagers ou sanitaires. R s V s N D I C A T I O N SO 1. Procédé pour le chauffage solaire d'un local consistant essentiellement à prévoir mur une façade exposée au rayonnement solaire un espace capteur de rayonnement solaire avec effet de serre gui est séparé de l'extérieur par une vitre et de l'intérieur du local à chauffer par un mur accumulateur et conducteur de chaleur percé d'ouvertures à sa base et vers le haut pour la circulation d'air en circuit fermé à travers l'espace capteur et le local, tandis que cet espace capteur contient en outre des tubes remplis d'une matière fusible dont le point de fusion est bien au-dessus de la température de chauffage du local mais à une valeur normalement atteinte par un fort rayonnement solaire en période de chauffage, par exemple à une température de l'ordre de 50 OC, de façon que ces tubes remplissent le rôle d'accumulateur de chaleur par chaleur sensible et chaleur latente de fusion. 2. Installation de chauffage pour l'application du procédé selon la revendication 1, comprenant, à l'extérieur d'un mur de façade exposé au rayonnement solaire, un espace capteur de rayonnement solaire séparé de l'extérieur par une vitre, des moyens pour- obturer la vitre, des moyens pour permettre ou provoquer une circulation d'air en circuit fermé à travers le local à chauffer et l'espace ci-dessus gui renferme des tubes contenant une matière fusible dont le point de- fusion est de l'ordre de 50 C. 3. Installation de chauffage selon la revendication 2, dans laquelle le mur séparant l'espace capteur est conducteur de façon à présenter une face intérieure formant paroi chauffante à température modéré. 4. Installation de chauffage selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans laquelle la matière fusible, dont la chaleur latente de fusion permet l'accumulation d'une forte quantité de chaleur, est de la paraffine 5. Installation de chauffage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle le mur séparant l'espace capteur du local à chauffer est percé d'ouvertures inférieures d'admission d'air dans l'espace capteur et d'ouvertures sup4rieu- res de retour d'air chauffé de l'espace capteur au local. 6..Installation de chauffage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans laquelle un moyen d'obturation, associé à la vitre de l'espace capteur, est constitué par un rideau ou un volet réflecteur limitant les déperditions de chaleur à travers la vitre en l'absence de rayonnement solaire en période d'utilisation du chauffage solaire ou évitant le chauffage solaire quand celui-ci n'est pas désiré. 7. Installation de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1-à 6, dans laquelle l'espace capteur à effet de serre contient des éléments chauffeurs ou préchauffeurs d'eau ménagère ou sanitaire.