Brevet FR2430575A1 — publié le 19800201

La présente demande concerne un capteur solaire, plus particuliè- rement un capteur solaire textile. Le principe de fonctionnement d'un capteur solaire est bien connu l'énergie solaire est absorbée par le capteur qui la transforme en chaleur transmise à un fluide en mouvement. Les capteurs sont généralement solides, sous forme de plaque absorbante noire placée à l'intérieur d'un châssis étant che recouvert d'une vitre, un espace étant laissé entre la plaque absorbante et la vitre du chassis. Le fluide en mouvement, généralement de l'eau, passe dans une batterie de tubes insérés dans la plaque absorbante, l'envers de la plaque non exposé au soleil étant dans la majorité des cas isolé pour éviter les pertes de chaleur.Selon ce principe, l'énergie du soleil absorbée par la plaque est transmise aux tubes puis au liquide en mouvement qui peut, soit autre utilisé immédiatement, soit etre stocké pour utilisation ultérieure. Ce type de capteur est généralement onéreux, d'un montage délicat aussi, la demanderesse propose-t-elle un capteur solaire relativement simple et bon marché. La présente invention a pour objet un capteur solaire par ruissellement de liquide, caractérisé en ce qu'il est constitué par une surface textile dont l'épaisseur présente des densités différenciées telles que ces densités vont en croissant de la surface expose au soleil vers la partie opposée, afin de permettre au liquide de ruisseler sur ltépaisseur supérieure La surface textile peut être constituée d'au moins un textile non tissé obtenu, soit par le procédé par voie sèche à partir de fibres, soit par extrusion de masses fondues pour donner naissance à une surface de filaments continus. Si l'on a une seule surface de nontissé, la différence de densité peut etre obtenue par aiguilletage par exemple. Si l'on a plusieurs nontissés, leur super. position est réalisée de telle façon que le nontissé le moins dense soit du c8té de la face exposée au soleil. On peut aussi éventuellement pratiquer une légère imprégnation de résine synthétique de la couche textile non tissée la plus proche de celle exposée au soleil afin de faciliter l'écoulement laminaire du liquide et sa répartition dans et sur la couche exposée au soleil. Il est aussi possible de pratiquer une pulvérisation de résine en surface de la face exposée au soleil, dans ce cas le liquide s'écoule en se répartissant régulièrement dans l'épaisseur du nontissé et laminairement en surface ;s'il de préférence s'agit de nontissé aiguilleté, la face exposée au soleil est/celle de sortie des aiguilles. Lorsqu'il s'agit de superposition de plusieurs nontissés, la nappe la moins dense est de préférence d'épaisseur moindre. Il est aussi pos sible de superposer un nont'ssé et un tissu ou un tricot, la surface non tissée étant toujours placée côté soleil. in surface, on peut aussi disposer un cible étalé de fils continus frisés ou non, l'envers étant constitué d'un nontissé, tissu ou tricot.Par "densité", on entend le rapport de la surface occupée par le textile au poids dudit textile. Le textile est de préférence une matière résistante à la lumière solaire et particulièrement aux ultra-violets ; on utilise de préférence les textiles synthétiques à base de polymères, copolymères, mélange de polymères, ou obtenus par filage de ces derniers en situation c8telc8te ou ame/gaine. La contexture du nontissé doit permettre de répartir le mieux possible le liquide afin qu'il circule par ruissellement le plus près possible de la surface du capteur. En cas de surpression d'eau accidentelle, l'ensemble doit permettre d'absorber la quantité d'eau supplémentaire pour éviter un fort écoulement laminaire en surface.Si la densité du textile était uniforme, l'eau ruissellerait dans la partie du textile opposée à celle exposée au soleil et le résultat obtenu serait moins bon ; de plus, en cas de surpression, l'eau diffuse dans l'épaisseur et s'écoule normalement sans pratiquement perturber le fonctionnement du capteur. Bien entendu, le capteur solaire textile de la présente demande,est de couleur noire pour absorber au maximum l'énergie solaire ; cette couleur noire, de préférence mate, peut etre obtenue, soit par coloration dans la masse lors de la fabrication des textiles, soit par matification du textile lors de sa fabrication puis coloration ultérieurement, soit coloration ultérieure au moyen de formule de colorant appropriée. La coloration noir mat choisie devra etre telle qu'elle permette un coefficient d'absorption maximum pour un coefficient d'émission minimum afin d'éviter les pertes de chaleur. Le nontissé peut etre, avant utilisation,imprégné d'un produit mouillant. Le capteur textile est placé dans un châssis isolé comme les capteurs solides, en maintenant un espace entre la surface du capteur et la vitre du châssis ; une alimentation de liquide est prévue à une extrémité du chassies et une évacuation à l'autre extrémité. L'inclinaison du ch ssis est fonction de la région dans laquelle il se trouve afin de profiter d'un ensoleillement maximum ; il peut d'ailleurs éventuellement être conçu de façon à ce que, monté sur un châssis mobile, la rotation de ce dernier suive les mouvements du soleil d'est en ouest ; le soir, le ch ssis est remis face à l'est pour bénéficier du soleil levant la journée suivante. Le dispositif d'alimentation en eau doit etre conçu de façon à alimenter l'eau au capteur de façon laminaire, sans turbulence ; un exemple d'un tel moyen d'alimentation est illustré sur les figures 1 et 2 annexées à la présente demande et données à titre illustratif et non limitatif. Sur la figure 1, on distingue la vitre 1, le capteur solaire textile 2, le fond du chdssis , la couche isolante 4, l'arrivée d'eau 5 dans une gouttière 6, cette arrivée d'eau 5 étant entourée d'un manchon textile 7 non tissé de préférence, à travers lequel diffuse l'eau 8 dont la surface est située au niveau de l'épaisseur la moins dense du capteur textile, l'eau chauffée s'écoulant par la tubulure 9. Lors du fonctionnement, le niveau de l'eau 8 est maintenu tel qu'il permette un ruissellement réparti uniformément dans la partie supérieure la moins dense du capteur textile 2 ; lors de ce ruissellement, l'eau se réchauffe progressivement et s'écoule par la tubulure 9. La figure 2 représente un agrandissement de la surface textile de la figure 1 selon coupe AA'/BB' dans laquelle on distingue couche 10 dans et sur laquelle s'écoule le liquide, d'épaisseur moindre que la couche interne 11. L'eau réchauffée par un tel capteur peut Entre utilisée pour tout usage domestique, industriel ou agricole, par exemple réchauffage d'eau de piscine, de bain, d'eau pour usage ménager. Bien entendu, la surface du capteur est fonction de son utilisation, Les exemples suivants illustrent la présente demande sans la limiter. Exemple 1 Dans un dispositif tel que représenté figure 1, on met un capteur textile solaire constitué par un panneau de 2 mètres sur 1 mètre, composé en surface exposée au soleil d'un nontissé pesant 60 g/m, non aiguilleté, et en face opposée d'un nontissé pesant 150 g/m2, aiguilleté 50 coupslcm2, pénétration des aiguilles 16 mm. Les deux nontissés sont obtenus par extrusion et nappage selon un procédé connu de filaments continus en polytéréphtalate d'éthylène glycol de titre 13 dtex/brin ; l'ensemble présente 3 millimètres d'épaisseur après pose, les nontissés étant teints en noir par coloration dans la masse dans les conditions suivantes - On pratique un mélange de 0,4 Z de cire OP (HOECHST) et 0,08 : de Noir Vulcan 6 (CABOT CORP.) ; ce mélange est introduit à 0,48 Z dans le fondoir contenant le polytéréphtalate d'éthylène glycol qui est ensuite extrudé sous forme de filaments. Le chassies ainsi monté est incliné à 450 par rapport à la verticale et alimenté en eau : débit 200 litres par heure, écoulement 2 mètres/minute l'eau alimentée à 20"C passe à 250C et sert à alimenter une piscine. Exemple 2 Dans un dispositif tel que décrit figure 1, on met un capteur textile solaire constitué par un panneau de 1 mètre sur 1 mètre, composé en surface exposée au soleil d'un nontissé de poids 50 g/m , non aiguilleté, et en face opposée d'un non-tissé pesant 110 g/m2, aiguilleté 50 coups/cm2, pénétration 16 mm des aiguilles, imprégné par une résine mélanine formol. Les deux nontissés sont obtenus par extrusion et nappage selon un procédé connu de filaments continus en polytéréphtalate d'éthylène glycol de titre 8,8 dtex/brin ; l'ensemble présente 3 millimètres d'épaisseur après pose, les nontissés étant teints en noir dans les conditions suivantes - Désensimage en autoclave à 800C pendant 20 minutes dans un bain contenant 2 grammes/litre de carbonate de sodium, 0,5 gramme/litre de DETAGIL P 30 (RHONE-POULENC-INDUSTRlES) et rinçage, puis teinture dans le meme appareil dans un bain contenant . 1 cm3/litre d'acide acétique, 1 cm3/litre de SUNAPTOL LT (PUK), . 8 Z de colorant noir TERASIL SL (CIBA GEIGY), . 4 Z de colorant noir FORON S 2 BL (SANDOZ). (Les pourcentages sont donnés par rapport au poids de matière). Teinture par circulation de bain pendant 1 heure à 130 C ; ensuite, dépoui.- lement dans un bain contenant : 6 cm3/litre de soude A 36 Baumé, 2 grammes/ /litre d'hydrosulfite de sodium, 1 cm3 /litre de SUNAPTOL O (PUK), pendant 30 minutes à 800C ; ensuite, rinçage puis séchage sur rame à 1500C. Le châssis ainsi monté est incliné à 430 par rapport à la verticale et alimenté en eau : débit 200 litres par heure, écoulement 2 mètres par minute ; l'eau alimentée à 200Cpasse à 250C et sert A alimenter une piscine comme dans l'exemple 1. Exemple 3 Dans un dispositif tel que représenté figure 1, on dispose un capteur solaire constitué d'un nontissé de filaments continus 13 dtex/brin, en polytéréphtalate d'éthylène glycol, de poids 120 g/m2, teint en noir selon le procédé de l'exemple 2, pulvérisé de résine acrylique vinylique, poids total 140 grammes/m. Le châssis étant incliné à 45 , la dimension du capteur étant de deux mètres carrés (2m x lm), on a fait ruisseler en les recyclant 40 litres d'eau que l'on a pu porter de 25 à 400C en deux heures. REVENDICATIONS 1. Capteur solaire par ruissellement de liquide par gravite A travers une surface textile, caractérisé en ce que la surface textile est cons tituée par au moins une épaisseur de textile non tissé de filaments continus synthétiques de couleur noire absorbante, et qu'elle présente dans son épais- seur des densités différenciées telles que ces densités vont cn croissant de la surface exposée au soleil vers la partie opposée afin de permettre au liquide de ruisseler dans l'épaisseur supérieure. 2. Capteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il est composé de deux nontissés de filaments continus superposés de densité différente, le nontissé de plus forte densité étant imprégné de résine synthétique. 3. Capteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est composé par une surface textile en filaments continus synthétiquse noir sur laquelle on a appliqué une pulvérisation de résine synthétique.