Brevet FR2481427A1 — publié le 19811030

La presente invention se rapporte aux capteurs solaires et concerne plus particulièrement un perfectionnement pour eviter la condensation lors du refroidissement du capteur. En général, les capteurs de chaleur solaire comprennent un absorbeur destiné à absorber le rayonnement solaire dont notamment le rayonnement infra-rouge, ainsi qu'une plaque de couverture ou vitrage, espacé dudit absorbeur et destiné à arrêter le rayonnement infra-rouge émis par l'absorbeur. Pendant le jour, les rayons du soleil frappent l'absorbeur qui absorbe l'énergie solaire et subit un réchauffement. Dans les climats humides on constate souvent à certaines heures de la journée, pendant la nuit et en début de matineeD une condensation de l'humidité de l'air sur les parties les plus froides notamment à l'intérieurdes capteurs. Cette condensation se mani- se manifeste d'abord par une légère buee sur la face intérieure du vitra- ge, le plus souvent sur les parties les plus basses. La buée peut s'étendre à la totalité du vitrage et devenir si importante qu'elle fournie de l'eau s'écoulant vers le bas en ruisselant à la surface du vitrage. On constate parfois que la buée se forme aussi sur la face extérieure du vitrage. Quand le soleil apparait, la buée extérieure se dissipe assez rapidement, mais la buce intérieure reste plus longtemps surtout Si l'es- pace entre le vitrage et l'absorbeur constitue un volume d'air confiné. Ce phénomène présente deux inconvénients. Tout diabord9 l'energie utile recueillie est plus fable qu'en l'absence de buee car le rayonnement incident particulièrement intercepté par elleX ne parvient que partiellement à l'absorbeur et l'énergie nécessaire à l'évaporation de l'eau condensée est perdue pour le fonctionnement du capteur. Ensuite, la présence répétée d'eau de condensation peut provoquer à la longue une attaque du verre qui se traduit, notamment en partie basse des capteurs, par un risque de diminution de la transmission du vitrage. Elle peut aussi provoquer une attaque de la surface absorbante de l'absorbeur et par suite, une baisse de la valeur de son coefficient d'absorption initial. Pour remédier à ces inconvénients, on connait differentes solu tions. La première consiste à rendre parfaitement etanche à la vapeur d'eau l'espace compris entre le vitrage et l'absorbeur. Mais cette solution est difficile et onereuse à réaliser et souvent peu fiable. On peut également utiliser un desséchant qui absorbe l'humidité entrant dans le capteur et qui eventuellement peut être régénéré par le rayonnement solaire. Mais cela présente l'inconvénient d'avoir à remplacer trop frequemment le désséchant avec des aléas sur sa régénération. Enfin, une autre solution consiste à faire passer un courant d'air entre le vitrage et l'absorbeur. Ce systeme ne peut être efficace que si l'air de balayage est suffisamment chaud et sec, ce qui n'est pas le cas généralement de l'air extérieur, precisément dans les moments où le risque de condensation existe. De plus, si on réchauffe le capteur, soit par de l'air chaud, soit dans le cas des capteurs à eau, en faisant circuler de l'eau chaude obtenue pendant le jour, on provoque une perte énergétique difficilement acceptable. L'invention permet d'éviter tous les inconvénients précédemment cites sans avoir recours à des solutions compliquées, onéreuses ou énergivores. Suivant l'invention, le capteur solaire comporte un moyen rendant une zone déterminée du capteur plus froide que le vitrage et que l'absorbeur dans laquelle est localisée la condensation de l'hu mixité de l'air. Suivant une caracteristique complémentaire de l'invention, le moyen de localiser l'humidité disposé à l'intérieur du capteur solaire est constitué d'une feuille transparente aux rayonnements infra-rouge de longueurs d'ondes comprises entre 5 et 13 microns. Suivant une autre caractéristique del'invention le moyen pour localiser l'humidité est forme par un coffret indépendant du capteur solaire et en communication avec lui. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparai- tront plus clairement a la lecture de la description suivante en référence aux dessins annexés qui représentent - figure 1 : une vue schématique en coupe transversale d'un sap- teur solaire muni du perfectionnement conforme a 1 'invention - figure 2 : une vue schématique en coupe d'une première variante de l'invention. figure 3 : une vue schématique en coupe d'une seconde variante de l'invention Si l'on se refere tout d'abord à la figure lD on voit que l'en- semble du capteur solaire se compose d'un chassis ou bottier isolé i a l'interieur duquel sont respectivement montés, une plaque de couverture ou vitrage 2, un absorbeur normal ou sélectif 3 de rayon- nement solaire et d'énergie infra-rouge et enfin un matériau isolant 4. L'absorbeur 3 est monté écarte du vitrage 2 pour former un espace d'air 5 compris généralement entre 1 et 5 cm Le vitrage 2 a pour roule de laisser passer le rayonnement solaire vers l'absorbeur, de réfléchir le rayonnement infra-rouge vers l'absorbeur 3 et enfin de"piéger" l'énergie infra-rouge dans lles pace d'air 5. Dans la zone basse du capteur, le vitrage 2 est remplacé par une feuille 6 de matière transparente essentiellement aux rayonnements infra-rouge lointain, c'est-at-dire de longueurs d'ondes comprises entre 5 et 13 microns. Cette feuille est constituée par un film mince ou par une plaque de 6,5 à 4 mm d'épaisseur maximale, par exemple en polyméthacrylate de méthyle, polyéthylène, polypropylène ou en chlorure de polyvinyle transparente La partie d'absorbeur disposée vis-à-vis de cette feuille est remplacée par une surface absorbante emissive 7, différente du reste de l'absorbeur normal ou sélectif 3 du capteur. Cette surface absorbante 7, contrairement à l'absorbeur 3 du capteur, ne subit pas ou subit peu l'effet de serre auquel est soumis ce dernier du fait que sa "couverture", - c' est-à-dire la feuille 6-, laisse passer le rayonnement infra-rouge lointain émis par elle. L'échange thermique radiatif entre la surface absorbante 7 et la voûte céleste froide n'est pas restreint par la couverture et, de ce fait, cette surface devient plus froide que l'absorbeur du capteur. Il se cree donc à l'interieur du capteur une petite zone A plus froide que le vitrage 2 et que l'absorbeur 3. C'est par consequent dans cette zone A que se localise la condensation ; l'eau ainsi condensée en est extraite par gravité par les petits orifices 8. Selon une variante simplifiée par rapport à la prêcedente, un effet thermique differentiel pourrait aussi être obtenu sans utiliser de surface absorbante émissive 7, le même absorbeur 3 couvrant toute la surface du capteur (figure 2), à condition que 1 'absor- beur ne soit pas sélectif. Toutefois, on dispose toujours la feuille 6 en matière transparente dans la même zone basse du capteur à la place du vitrage. Suivant une autre variante de l'invention représentée à la figure 3, la zone A plus froide est créée par un coffret 10 indépendant du capteur solaire. Ce coffret est ferme en surface par une feuille 11 en matière transparente et le fond constitué d'une surface absorbante émissive 12 espacée de la feuille. Il est raccordé directement au capteur solaire par des tubes 13. Il existe donc entre le capteur solaire et le coffret 10 une communication et un brassage de l'air favorable à un échange hygrométrique. En effet, la surface absorbante 12 ne subit pas l'effet de serre car la feuille 11 laisse passer le rayonnement infra-rouge lointain et devient plus froide que l'absorbeur 3 du capteur. La condensation se trouve donc localise dans le coffret 10. Cette variante présente donc l'avantage de pouvoir adapter le coffret sur un capteur solaire existant. L'invention n'est pas limitée aux exemples deréalisation décrits mais en englobe également toutes les variantes constructives. REVENDICATIONS 10/ - Capteur solaire comprenant une plaque de couverture ou vitrage destine à transmettre le rayonnement solaire, montée à une certaine distance dBun absorbeur du rayonne ment solaire, caracterise par le fait qu'il comporte un moyen rendant une zone déterminée A, du capteur plus froide que le vitrage (2) et que l'absorbeur (3) > dans laquelle est localisée la condensation de l'humidité de l'air se trouvant dans ledit capteur 20/ - Capt&commat;;ur solaire selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit moyen faisant partie du capteur solaire est constitué d'une feuille (6) de matière transparente à la fois au rayonnement complet du spectre solaire et au rayonnement infra-rouge lointain, remplaçant une partie du vitrage (2) 30/ - Capteur solaire selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'une surface absorbante émissive (7) remplace une partie de l'absorbeur (3) dans la zone située vis-à-vis de la feuille (6), 40/ Capteur solaire selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la feuille transparente (6) est un film mince ou une plaque de 0,5 à 4 mm d'épaisseur du genre polymethacrym late de méthyle, polyéthylène, polypropylêne, ou en chlorure de polyvinyle transparent. - u Capteur solaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen ne faisant pas partie du capteur solaire est constitué d'un coffret indépendant au capteur solaire et en communication avec lui par des tubes(13.) 60/ - Capteur solaire selon la revendication 5 caractérisé par le fait que le coffret est fermé en surface par une feuille (11) en matière transparente pour les radiations de grandes longueurs d'ondes et que le fond est constitué d'une surface absorbante émissive (12) espacée de ladite feuille.