Brevet FR2480915A2 — publié le 19811023

FR 2480915 A2 19811023 FR 8008943 A 19800417 L'addition a pour objet une installation optimisée d'utilisation de l'énergie solaire. L'objet de l'addition se rattache notammént au secteur technique de la production de chialeur, de l'utilisation de la chaleur ou chauffage, à partir de l'énergie solaire. On se réfère plus particulièrement aux revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6 du Brevet numéro national 7.910.723 dont le déposant est également titulaire. Suivant l'addition, on a voulu améliorer et simplifier d'une manière appréciable, l'utilisation et la technologie des unités motrices différentielles, pour notamment la commande des vannes et autres éléments. On rappelle selon les caxacteristiques du Brevet, notam ment la revendication i, que cette installation optimisée d'utili- sation de l'énergie solaire utilisant lusieurs stockages ou mi lieux d'échange et comprenant au moins un capteur du type notam- ment de ceux ayant une surface d'absorption associée à une tuyau- terie collectrice, est caractérisée en ce que le pivotement angu- laire du capteur, et sa régulation pour sa commande, utilisent des unités motrices thermiques différentielles (1a) délivrant un signal de sortie - fonction unlquemerLt de la différence de température d'éléments thermosensibles placés dans les sources de chaleur à comparer et en étant indépendants de la température absolue de chaque source, au moyen d'un dispositif conformé pour assurer la mise en mémoire de la variation de l'un des éléments sensibles par rapport aux autres, en vue de la commande directe des vannes, des contacts et du mécanisme d'entraînement en pivotement du capteur. Selon l'addition, à partir de cette conception, le dis positif de mémorisation des unités motrices différentielles (11) notamment pour la commande7de vannes, comprend essentiellement deux vérins (12) et (13) solidaires d'une semelle support fixe (14) dans laquelle coulisse une colonne de guidage (15) avec ressort de rappel (n) ; les extrémités débordantes des tiges de vérins (12g) jet (1323, montées coulissantes dans la semelle (14), étant en appui permanent sur des galets de roulement (G) montés à la base d'un élément amplificateur (16) articulé à la partie supérieure de la colonne de guidage (15) et agissant à son extrémité opposée sur un dispositif de basculement brusque (17) conformé pour assu )rer le pilotage des vannes. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'addition, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés Tia figure 1 est une vue en coupe à caractère schématique, d'une habitation équipée d'une installation utilisant l'énergie solaire selon l'invention, et comportant trois milieux d'échange ou de stockage La figure 2 illustre par une vue à caractère purement schématique, le principe de régulation selon l'addition la figure 3 est une vue de face et en coupe, d'une unité thermostatique différentielle selon l'addition. Afin de rendre plus concret l'objet de l'addition, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation des figures des dessins. On voit figure 1, comme indiqué dans le Brevet, une maison d'habitation équipée d'une installation d'utilisation d'énergie solaire, et comportant à titre indicatif, trois milieux d'échange a, b et c, et un capteur solaire A,notamment du type de ceux ayant une surface d'absorption associée à une tuyauterie collectrice et d'une manière préférée en étant conforme à la technologie de construction définie dans le Brevet. On rappelle que suivant l'invention, la régulation s'effectue au moyen d'unités thermostatiques différentielles; il qui délivrent un signal de sortie fonction uniquement de la différence de température d'éléments thermosensibles (sondes) placés dans les sources de chaleur à comparer, en étant indépendants de la température absolue de chaque source, au moyen d'un dispositif conformé pour assurer la mise en mémoire de la variation de l'un des éléments sensibles par rapport aux autres, en vue de la commande directe de vannes, de contacts... A cet effet, comme le montre la figure 3, chaque unité motrice 11, notamment celles conformées pour assurer la commande de vanre bomprend en parallèle, deux vérins 12 et 13 dont les corps 121 et sont solidaires d'une semelle support fixe 14. Dans la semelle 14 est montée coulissante une colonne de guidage 15 avec ressort de rappel R monté et conformé pour assurer une force de poussée constante eu égard à ladite semelle 14. Tes tiges des vérins 122 et d sont également montées coulissantes dans la semelle 14 en étant susceptibles de déborder de cette dernière et en étant réglables en longueur au moyen par exemple, de vis V. tes extrémités des tiges de vérins 122 et 132 sont donc en appui permanent sur des galets de roulement G montés libres en rotation à la base et aux extrémités opposées d'une branche horizontale 161 d'un élément amplificateur 16 profilé facialement en T (figure 3). La base 161 de l'élément amplificateur est articulée en 162 à l'extrémité supérieure formant chape 151 de la colonne de guidage 15. T'élément amplificateur 16 agit en bout sur un dispositif de basculement brusque 17 de tout type connu et approprié en étant conformé pour assurer par exemple, le pilotage de vannes Va. Par exemple, l'extrémité supérieure de l'élément amplificateur 16 forme une fourchette 163 qui agit à la base 171 du dispositif de basculement brusque 17, centrée dans ladite fourchette avec un jeu latéral 9 nécessaire au pivotement dudit dispositif 17. Tes vérins 12 et mi sont commandés par des sondes thermostatiques ST, chaque vérin pouvant hêtre commandé par une ou plusieurs sondes, selon les fonctions demandées aux unités motrices 11. La technologie de construction de ces unités 11 fait que la puissance de leur signal de sortie est très importante, car les dilatations ou variations des sondes ST ne sont plus mises en opposition comme dans l'art antérieur, mais associées en parallèle. La dilatation de l'une des sondes commande donc le vérin dont la tige agit en poussée sur l'élément amplificateur 16 qui pivote autour de son point d'articulation 162, provoquant concomitamment par la fourchette 163, le basculement brusque du dispositif 17, en vue du pilotage (fermeture) de la vanne correspondante. On analyse maintenant le principe de régulation selon l'addition, dans une maison d'habitation avec, comme indiqué précédemment à titre d'exemple, un stockage de température a (supérieur ou égaye à 50 degrés centigrades) de faible volume pour l'eau sanitaire, ur stockage b - c (température supérieure ou égale à 25 degrés centigrades) de volume important pour le chauffage, et un aérotherme AE placé dans un volume So adjacent au volume chauffé e (température inférieure ou égale à 18 degrés centigrades). Selon les unités thermostatiques différentie'les 11, I'intensité du flux solaire est contrôlée par évaluation de la différence entre les températures de sortie et de retour au capteur pour un débit constant. On se réfère maintenant au schéma de la figure 2. La régulation est automatiqueet assurée par des vannes 18 et 19 à fermeture brusque, figure 3 , pilotées comme on l'a vu, par les unités motrices de différenciation thermique 11 équipées dans ce cas, de trois sondes 20, 21, 22, pour le stockage le plus chaud a, et de deux sondes 23, 24, pour le stockage le plus froid b, c. Te fonctionnement des vannes s'explique à partir des courbes du rendement du capteur, en fonction de sa température moyenne et pour différentes intensités du flux solaire. L'unité 11 qui autorise l'échange avec le stockage sanitaire a dont la température doit rester supérieure à 50 degrés centigrades, comporte donc les trois éléments thermosensibles : la sonde 21 qui est placée sur la tuyauterie de sortie 4 du capteur, la sonde 20 qui est placée sur la tuyauterie de retour 10 au capteur (ces deux sondes de même volume, permettent d'évaluer l'intensité du flux solaire en agissant séparément sur chacun des vérins 12 et 13), et la sonde 22 qui est placée dans le stockage concerné a pour suivre l'évolution de sa température ; ladite sonde 22 agissant en association avec la sonde 20 placée sur la tuyauterie de retour 10 au capteur. On suppose le stockage a à 50 degrés centigrades, le débit traversant le capteur étant de q = 30 l/hm2. On choisit d'assurer l'échange si le flux est supérieur ou égal à 900 W, ce qui correspond par exemple, selon les courbes de rendement, à un ;point de n = 0,62 et à la différence de température entre les sondes 21 et 20 qui est de 16 degrés centigrades entre la sortie et le retour au capteur. les vis V permettent d'effectuer le réglage pour que le basculement s'effectue avec cet écart de température. Te flux restant constant, la température du stockage va augmenter et le rendement va diminuer jusqu'au moment où il atteint la valeur minimale choisie de 0,5 par exemple. l'élévation de température ne sera plus que de 12,9 degrés centigrades, soit une baisse de:16 - 12,9 = 3,1 degrés centigrades qui est insuffisante pour engendrer le basculement inverse à cause de l'espace mort i d'échappement indispensable à la fermeture correcte des vannes. Si par exemple 8 degrés centigrades sont nécessaires pour compenser cet espace mort, le volume nécessaire aux 8 - 3, 1 = 4, 9 degrés centigrades manquant, est apporté par la dilatation du volume de la sonde 22 dont la température s'est élevée de 50 degrés centigrades à 76 degrés centigrades. Pour le stockage froid b, c, l'absence de compensation par variation de sa température (2 sondes), permet de prolonger l'échange d'une certaine valeur, plutôt que d'utiliser l'aérotherme AE réservé généralement aux flux inférieure à 600 W. Les avantages ressortent bien de la description L'addition ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qulà ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. R E V E N D I C A T I O N S -1- Installation optimisée d'utilisation de l'énergie solaire utilisant plusieurs stockages ou milieux d'échange,et comprenant au moins un capteur du type notamment de ceux ayant une surface d'absorption associée à une tuyauterie collectrice, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 du Brevet, carac térisée en ce que le dispositif de mémorisation des unités motrices différentielles (11) pour la commande notamment de vannes, comprend essentiellement deux vérins (12) et (13) solidaires d'une semelle support fixe (14) dans laquelle coulisse une colonne de guidage (15) avec ressort de rappel (R) ; les extrémités débordantes des tiges de vérins (122) et (132), montées coulissantes dans la semelle (14), étant en appui permanent sur des galets de roulement (G) montés à la base d'un élément amplificateur (16) articulé à la partie supérieure de la colonne de guidage (15) et agissant à son extrémité opposée, sur un dispositif de basculement brusque (17) conformé pour assurer le pilotage des vannes -2- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité supérieure de l'élément amplificateur (16) forme en bout une fourchette (i63) qui agit à la base (171) du dispositif de basculement brusque (17), centrée dans ladite fourchette avec un jeu latéral (j) nécessaire au pivotement dudit dispositif ; ; -3- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque vérin (12) et (13) est commandé par titi ou plusieurs sondes thermostatiques (sot) ; l'un des vérins étant piloté par une sonde placée sur la tuyauterie de sortie du capteur, l'autre vérin recevant les dilatations de deux sondes dont l'une est placée sur la tuyauterie de retour au capteur, tandis que l'autre est placée dans le stockage dont l'échange doit avoir lieu.