Brevet FR2479957A1 — publié le 19811009

L'invention concerne une installation de captage solaire à concentration comportant un absorbeur thermique disposé derrière une vitre en avant de laquelle sont disposés, en encadrement périphérique, des miroirs réfléchissants plans, respectivement deux miroirs latéraux, un miroir supérieur et un miroir inférieure Des installations comportant toutou partie des miroirs rappelés ci-dessus sont connues, notamment par le brevet français publié NO 2 260 071 et le brevet U.S. NO 2 998 005. Dans le brevet U.S. 2 998 005 les miroirs sont assemblés en tronc de pyramide très ouvert si bien que lorsque le soleil est oblique, une partie importan- te de son rayonnement thermique est perdu.Dans le brevet français 2 260 071 le dispositif à miroirs est entièrement lié à une construction et le miroir inférieur permet de régler la quantité de rayonnement capté en fonction de la hauteur du soleil, c'est-a' -dire de la saison. Le dispositif étant fixe dans un bâtiment la quantité de rayonnement capté diminue lorsque le soleil est haut. Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients précédents et de proposer une nouvelle installation offrant à la fois pendant une grande partie de la journée et en toute saison une section efficace de captage optimale. Ce but est atteint, selon l'invention, par le fait que le miroir supérieur et le miroir inférieur font entre eux un angle ouvert vers l'extérieur d'environ 300 et les miroirs latéraux un angle de O à 150. Bien entendu, l'installation est dirigée, comme il est connu en soi, vers la position méridienne du soleil et grâce aux moyens de l'invention, l'effet de réflexion et de concentration vers l'absorbeur est obtenu en hiver sur la totalité de la course du soleil et en été sur presque 1800 d'azimuth autour de la position méridienne. Pour la simplicité de l'installation, le miroir supérieur, le miroir inférieur et les miroirs latéraux constituent une unité mono bloc réglable en inclinaison d'environ 300 par pivotement autour d'un axe horizontal. De cette façon on améliore l'effet directif de l'installation qu'on pourra régler en inclinaison selon la saison et/ou l'heure de la journée. On remarquera qu'on simplifie grandement en se contentant d'une amplitude de réglage de 300, bien qu'une amplitude plus grande, telle que celle de la variation de déclinaison soîsticielle du soleil puisse être adoptée. Selon une caractéristique intéressante de l'invention, l'absorbeur thermique est constitué par une partie, au moins, d'un accumulateur thermique, tel qu'un chauffe-eau, dont la partie inférieure sert d'absorbeur, disposé, à cet effet, dans une enceinte de concentration thermique dont le volume est de 2 à 3 fois le volume de ladite partie de l'accumulateur thermique constituant absorbeur thermique. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description, qui sera donnée ci-après uniquement à titre d'exemple, d'un mode de réalisation de l'invention. On se reportera, à cet effet, aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe verticale selon I de la figure 2 d'une installation conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en plan de la même installation. L'installation décrite peut être réalisée comme installation autonome pouvant ou non être ins- tallée dans l'ouverture d'un bâtiment. L'installation est conçue pour chauffer l'eau d'un chauffe-eau 1 alimenté à sa partie inférieure par une canalisation 2 d'eau froide sous pression et alimentant à sa partie supérieure une canalisation 3 d'eau chaude. Sur ses deux-tiers supérieurs environ, le chauffe-eau est isolé thermiquement par un isolant thermique 4. Le tiers infé- rieur 5 environ du chauffe-eau 1 est logé dans une enceinte 6 de concentration thermique s'étendant horizontalement de façon telle que le volume de cette enceinte 6 soit de l'ordre de trois fois le volume de la partie 5 du chauffe-eau qui s'y trouve. L'enceinte 6 présente dans une direction une fenêtre 7 fermée par un vitrage, d'un type connu en soi. Sur ses autres faces, l'enceinte 6 est est'revêtue, au moins partiellement, de miroirs 9. La partie inférieure 5 du chauffe-eau 1 contenue dans l'enceinte 6 est traitée en corps noir, comme il est connu en soi, et ses parois intérieures comportent, au moins du côté tourné vers la fenêtre 7 des ailettes intérieures 10 verticales pour augmenter la surface d'échange thermique avec l'eau. Un ensemble Il de forme générale pyramidale sert à capter et à concentrer les rayonnements solaires dans l'enceinte 6 à travers la vitre 8. Cet ensemble Il comprend un miroir inférieur 12 dont la face reflechissante est tournée vers le haut, un miroir supérieur 13 dont la face réfléchissante est tournée vers le bas. Ces deux miroirs sontiautuellement ouverts vers l'extérieur de 300. Ils sont complétés latéralement par deux miroirs verticaux 14 et 15 parallèles ou s'ouvrant vers l'extérieur de +0 à 150.Les quatre miroirs 12, 13, 14 et 15 constituent un ensemble Il pyramidal monobloc pouvant pivoter autour d'un axe horizontal 16 à la partie supérieure de la fenêtre 7. L'ensemble est pivotant de 300 autour de l'axe 16 de façon à occuper une position basse, représentée en trait continu, dans laquelle le miroir 12 est incliné de 150 vers la feneAtre 7 et une position haute, représentée en 11' en trait interrompu, dans laquelle le miroir 12 est incliné de 450 vers la fenêtre 7.On pourra éviter les réglages trop fréquents en choisissant trois réglages, l'un d'été avec le miroir 12 à 45 9 l'un d'hiver à 150 et un de saison intermédiaire à 300. Ces valeurs qui conviennent pour la latitude de 450 environ, pourront eAtre choisies différentes sans sortir du cadre de l'invention. Bes miroirs 12 à 15 seront avantageuse ment isolés thermiquement par isolant 17 sur leurs faces externes non réfléchissantes. Un joint souple 18 à soufflet recouvrira la zone d'articulation entre l'ensemble 11 et la fenêtre 7 et une gouttière 19 permettra de recueillir les eaux de pluie et de nettoyage. L'ensemble Il pourra recevoir, du c8té ouvert vers le soleil une vitre 20 permettant de protéger les miroirs contre les intempéries, les vents de sable en particulier. Un volet roulant 21 pourra être adjoint, également du côté ouvert, pour protéger l'installation du rayonnement nocturne. On pourra améliorer la concentration du rayonnement capté et/ou la protection contre le rayonnement en disposant dans la fenêtre~7 des volets 22 pivotants, par exemple à axes verticaux, à panneaux verticaux réfléchissants et isolants thermiques. REVENDICÂTIONS 1) Installation de captage solaire à concentration comportant un absorbeur thermique disposé derrière une vitre en avant de laquelle sont disposés, en encadrement périphérique, des miroirs réfléchissants plans, respectivement deux miroirs latéraux, un miroir supérieur et un miroir inférieur, caractériséeen ce que le miroir supérieur (13) et le miroir inférieur (12) font entre eux un angle ouvert vers l'extérieur d'environ 300 et les miroirs latéraux (14, 15) un angle de O à 150. 2) Installation de captage solaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que le miroir supérieur (13), le miroir inférieur (12) et les miroirs latéraux (14, 15) constituent une unité monobloc (11). 5 Installation de captage solaire selon la revendication 2, caractériséeen ce que l'unité monobloc (11) est réglable en inclinaison par pivotement autour d'un axe horizontal (16). 4) Installation de captage solaire selon la revendication 3, caractériséeen ce que l'unité monobloc (11) est réglable en inclinaison d'environ 300. 5) Installation de captage solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'absorbeur thermique est constitué par une partie au moins d'un accumulateur thermique. 6) Installation de captage selon la revendication 5 caractérisée en ce que l'accumulateur thermique est un chauffe-eau (1). 7) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la partie de l'accumulateur thermique (1) constituant absorbeur est sa partie inférieure (5). 8) Installation selon la revendication 5 caractérisée en ce que la partie (5) de l'accumulateur thermique constituant absorbeur thermique est disposée dans une enceinte (6) de concentration thermique. 9) Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le volume de l'enceinte (6) de concentration thermique est de l'ordre de 2 à 3 fois le volume de la partie (5) de l'accumulateur thermique (1) constituant absorbeur thermique. 10) Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'au moins les miroirs de l'encadrement (12 à 15) périphérique sont isolés thermiquement sur leurs faces non réfléchissantes. 11) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'unité monobloc des miroirs (12 à 15)est fermée, du c8té du soleil, par une vitre (20).