Brevet FR2477272A1 — publié le 19810904

La présente invention concerne généralement et a essentiellement -pour objet un procédé de captage d'énergie solaire par effet de serre avec transmission de la chaleur par un fluide caloporteur en mouvement. Ce fluide caloporteur est composé par de l'air pris indifféremment sur un volume intérieur du bâtiment ou sur l'extérieur ou sur un mélange des deux. Cette invention se rapporte également à toutes applications et utilisations possibles résultant de la mise en oeuvre du procédé et /ou du capteur/ ainsi que de son mode d'alimentation en air. Les capteurs solaires habituellement fabriqués sont de forme plane ; le vitrage forme effet de serre reposant sur un caisson dont les parois latérales ainsi que le fond sont isolés thermiquement, sauf si les parois arrieres donnent sur un local chauffé. Ce caisson contient un corps absorbant, formant corps noir. Le rayonnement solaire incidant va chauffer l'absorbeur du capteur solaire derrière la vitre formant effet de serre. Ce vitrage fait donc piège à chaleur. Le fluide caloporteur constitué par l'air ambiant de l'habitation traverse le capteur et s'échauffe au contact de l'absorbeur, puis est évacué vers son lieu d'utilisation. Cet air chauffé par effet solaire servira à chauffer les locaux d'une habitation ou tout autre bâtiment. Les capteurs solaires construits jusqu a ce jour présentent de nombreux inconvénients et en particulier 1. les capteurs à eau a) une forte inertie thermique, b) installation coûteuse et sophistiquee, c) problème d'étanchéité, d) problèmes d'entartrage et de corrosion, e) risque de gel, f) problème de stockage de châleur. 2. les capteurs à air a) problème de ponts thermiques dûs a la structure porteuse nécessaire au maintien de la verrière, b) difficulté de répartition sur toute la surface de la verrière du fluide caloporteur gazeux. ta présente invention permet de supprimer les inconvénients énoncés ci-dessus pour les raisons suivantes. a) un capteur à air ne présente pratiquement aucune inertie thermique, b) son utilisation est simple et rustique, c) il n'y a pratiquement pas de problème d'étanchéité, d) la présente invention élimine les risques d'infiltration aux intempéries, e) l'air en tant que fluide caloporteur n'offre aucun risque de corrosion, ou d'entartrage ou de gel, f) la présente invention réduit considérablement l'importance des ponts thermiques par effet d'isolation dynamique; g) la présente invention permet une répartition quasi-parfaite du fluide caloporteur gazeux sur toute la surface du capteur rar en tout point un débit de fluide identique pourra être observé. Parmi les caractéristiques propres à la présente invention, il faut noter l'utilisation en matière de couverture transparente extérieure l'emploi de verrières traditionnelles bénéficiant des agréments réglementaires et bien connus des installateurs de bâtiment Cette verrière ainsi que cela sera décrit ci-dessous est complètement indépendante du procédé de captage d'énergie solaire proprement dit et n'entraînera à ce titre aucune perturbation de la mise hors d'eau de la construction envisagée ou de la modification d'un bâtiment existant. 0 Par ailleurs, la présente invention concerne un dispositif de captage d'énergie solaire qui sera réalisé entièrement sur chantier, sans qu'une continuité dans le temps soit nécessaire entre la pose de la verrière et l'implantation du captage solaire.Enfin, le procédé tel que résumé ci-dessus et qui sera détaillé ultérieurement ne fait appel à aucune préfabrication en atelier, ne pourra donc être commercialisé sous forme d'éléments finis et permettra une souplesse maximum d'intégration à l'aspect architectural du projet. La figure 1 représente une vue axonométrique du principe de fonctionnement de la présente invention. La figure 2 est la coupe verticale de la présente invention. La figure 3 est la coupe transversale selon un plan horizontal de la présente invention. La présente invention va être décrite au travers d'un exemple représenté par les dessins numérotés de 1 à 3, mais ne peut en aucun cas être considérée comme limitée à cet exemple, son principe lui permettant une très grande souplesse d'applidation. Le fluide caloporteur est amené au dispositif de captage par la gaine 1. Le dispositif de répartition représenté par la gaine 2 et les bouches d'alimentation 3 permet l'alimentation uniformèment répartie en surface du système de captage. Le fluide caloporteur est véhiculé dans un espace 5 situé entre la verrière 4, de type traditionnel, étanche aux intempéries, et le vitrage intermédiaire 6. A la partie supérieure du système de captage, l'air est dévié et redescend à travers le corps absorbant 8 situé dans l'espace 7 délimité par le vitrage intermédiaire 6 et le fond du capteur 12. Une des caractéristiques essentielles de la présente invention est la possibilité offerte au fluide caloporteur de faire un demi-tour derrière la vitre intermédiaire 4 par un espace de passage adequat 13 entre la limite haute du capteur et le vitrage intermédiaire 6. L'air pré-chauffé par son contact avec le vitrage intermédiaire 6 lors de son trajet ascendant redescend à travers le corps absorbant 8 choisi de telie sorte-qu'il garantisse simultanément une parfaite diffusion de l'air en toute partie de l'espace 7, une inertie thermique minimum et une absorption maximum du flux solaire incidant ; ce corps absorbant réunissant toutes ces qualités sera, par exemple, constitué par un remplissage en vrac de ce que l'industrie chimique connaît sous le nom d'anneaux de mélange, mais pourra également être constitué de tout autre produit offrant les mimes caractéristiques, à titre d'exemple encore, lesdits anneaux de mélange pourraient être utilement réalisés en un métal à très haute conductibilité thermique teinté artificiellement en une couleur sombre tel que-de l'aluminium anodisé noir, par exemple. Ce corps absorbant sous l'effet du flux solaire va normalement s'échauffer et par conduction, transmettre une partie de cette énergie au vitrage intermédiaire 6. C'est précisément cette énergie qui sera récupérée par effet d'isolation dynamique grâce au passage ascendant du fluide caloporteur dans l'espace 5. Ce corps absorbant sera maintenu dans l'espace 7 par un grillage ou tout autre procédé équivalent fixé au--dessus des bouches de retour 9. Le fluide caloporteur ainsi réchauffé est récupéré par les bouches de retour 9, la gaine collectrice 10 et la gaine de retour 11 qui le conduira vers son lieu d'utilisation. La présente invention peut être utilisée selon deux modes distincts. Le premier cas concerne l'alimentation du présent mode de captage en air neuf et s'applique à tous les problèmes nécessitant une alimentation en air neuf et chaud, par conséquent, à moindre humidité relative que l'air ambiant. Dans ce cas, la présente invention concerne le chauffage et la ventilation. de locaux industriels, de locaux sportifs, de résidences secondaires abandonnées pendant la mauvaise saison, des dispositifs de séchage industriels, agricoles par exemple, et tout autre besoin similaire. Le second cas prévoit l'alimentation du présent dispositif de captage par un air totalement ou partiellement recyclé et concerne par conséquent les problèmes de chauffage classique de locaux d'habitation, de locaux ouverts au public, de l'Education Nationale, et-tout autre problème similaire. REVENDICATIONS 1. Capteur solaire à circulation d'air caractérisé en ce que l'air circule d'abord dans un premier espace (5) entre une verrière (4) et un vitrage inter médiaire (6), puis l'air est dévié et fait demi-tour et circule dans un deuxième espace (7) entre ledit vitrage intermédiaire (6) et le fond du capteur (12), ce deuxième espace étant muni de corps absorbants (8). 2. Capteur solaire pour l'exécution du procédé composé d'un caisson creux et pratiquement plan, réalisant une enceinte fermée par un fond, des parois latérales, caractérisé par une couverture transparente réalisée par des composants de verrières traditionnelles agréés par les règlements en vigueur, et d'un vitrage intermédiaire ou matériau transparent à l'infra-rouge solaire, situé entre ladite couverture et le fond du capteur ; ce matériau transparent à l'infra-rouge solaire intermédiaire étant réalisé également par des composants agréés. 3. Capteur solaire pour l'exécution du procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé par une transmission de chaleur au fluide caloporteur en mouvement entre ces deux parois définies ci-dessus empêchant le plus possible les déperditions calorifiques vers le milieu extérieur du système. 4. Capteur solaire selon la revendication 3 caractérisé par le fait que la gaine d'alimentation et la gaine collectrice du fluide caloporteur se trouvent accolées, indifféremment, en partie basse ou partie haute du système. 5. Procédé caractérisé par une circulation de fluie caloporteur uniformément répartie sur toute la surface du vitrage ou matériau transparent à l'infrarouge solaire de façon à être en état de corrélation d'échange avec toute la surface des composants du système précité, du fait du dispositif des gaines d'amenée et'de retour du fluide caloporteur et du choix du corps absorbant.