Brevet FR2482268A1 — publié le 19811113

L'invention concerne des capteurs solaires modulaires susceptibles d'être assemblés entre eux en une pluralité de positions pour former des ensembles de captage d'énergie. De très nombreux types de capteurs solaires ont déjà été proposés dans la technique. Ils comprennent habituellement, en vue d'absorber l'énergie calorifique du rayonnement solaire, un "absorbeur", généralement constitué d'une surface métallique peinte en noir, qui est protégée à l'avant par une plaque transparente ou translucide, et qui est en contact par sa face arrière avec un fluide caloporteur, liquide ou gazeux, circulant dans un système de conduits appropriés. Un matériau isolant tel qu'une matière plastique alvéolaire isole en général le capteur sur sa face arrière. Dans certains formes de réalisation, l'absorbeur est constitué par la face tournée vers le soleil des conduits ou tubes dans lesquels circule le fluide caloporteur. L'invention se rapporte à un capteur solaire de ce dernier type et vise à permettre l'assemblage en série ou en parallèle de tels capteurs réalisés sous forme de modules, éventuellement avec des inclinaisons différentes vis-à-vis du rayonnement solaire, avec possibilité de raccordement des différents conduits dans lesquels circule le fluide caloporteur à un même circuit. L'invention a également pour but de proposer un capteur modulaire de ce type qui puisse être assemblé avec des capteurs de même type, tous raccordés à un même circuit de circulation du fluide calorifique, sans avoir recours à un personnel spécialisé et à du matérial compliqué. A cet effet, l'invention a pour objet un capteur solaire modulaire comprenant un ou plusieurs éléments tubulaires dans lesquels circule un fluide caloporteur, dont une partie, destinée à être exposée au rayonnement solaire est protégée par une surface transparente ou translucide, tandis que leur partie opposée est isolée de l'extérieur par un isolant thermique tel que le polyuréthane, ce capteur solaire étant caractérisé en ce que le ou lesdits éléments tubulaires sont raccordés latéralement à une extrémité à un unique raccord d'alimentation en fluide caloporteur, noyé dans le matériau isolant, et à leur autre extrémité à un unique raccord d'évacuation de ce fluide, également noyé dans le matériau isolant, lesdits raccords d'alimentation et d'évacuation ayant une section transversale égale à la somme des sections desdits éléments tubulaires. Le terme *élément tubulaire" englobe tout type de tubes, tuyaux, conduits etc..., mais, dans une forme préférée de mise en oeuvre de l'invention qui sera décrite plus en détail ci-après, ces éléments tubulaires comportent une face plane, aussi bien du côté exposé au rayonnement solaire que du côté opposé, lesdites faces planes étant séparées par un faible intervalle servant de passage à une couche de liquide caloporteur de faible épaisseur. Avantageusement, les axes du raccord d'alimentation en liquide calorifique et du conduit d'évacuation seront décalés par rapport à l'axe des éléments tubulaires-. Selon une caractéristique importante de l'invention, lesdits raccords d'alimentation et d'évacuation sont raccordés respectivement à un collecteur d'alimentation et à un collecteur d'évacuation logés dans des éléments longitudinaux rigides en deux parties assemblées de manière à laisser substituer entre elles un ou des évidements longitudinaux constituant des passages pour les collecteurs, des opercules latéraux étant prévus sur lesdits conduits pour le passage des raccords du ou desdits capteurs à raccorder au collecteur. De préférence, lesdits éléments longitudinaux dans lesquels sont logés les collecteurs d'alimentation et d'évacuation seront en un matériau facile à découper, en matière plastique par exemple, de manière à pouvoir entre mis à longueur sur le chantier même, en fonction du nombre de capteurs solaires à raccorder aux memes conduits0 L'invention fournit donc des capteurs simples et faciles à monter, qui peuvent être raccordés facilement en parallèle sur un même circuit de liquide caloporteur, d'eau par exemple. Ainsi qu'on le montrera ci-après, ces capteurs peuvent en outre être réalisés par un processus simple et peu coûteux. Les dessins annexés illustrent une forme de mise en oeuvre de l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est une coupe transversale du capteur, suivant la ligne I-I de la figure 3 : La figure 2 est une coupe longitudinale de ce capteur suivant la ligne Il-Il de la figure 3 ; La figure 3 est une coupe suivant la ligne 111-111 de la figure 2 ; La figure 4 est une vue éclatée d'un support de col lecteur d'alimentation ou a d'évacuation des capteurs T La figure 5 est une coupe transversale du support de la figure 4. Comme on le voit sur les figures 1 à 3, le capteur modulaire selon l'invention comprend un élément tubulaire monobloc 1, dans lequel des cloisons 2 définissent trois conduits parallèles 3, de faible épaisseur, dans lesquels circule un liquide caloporteur, de l'eau par exemple. L'élément tubulaire 1 comporte deux faces planes parallèles (figure 2), l'une 4, de couleur noire et destinée à être exposée au rayonnement solaire, étant protégée par une paroi 5 en un matériau transparent et translucide, l'autre 6 étant noyée dans un matériau thermiquement isolant 7, tel qu'une mousse de polyuréthane. Le liquide caloporteur subit ainsi un double échauffement, d'une part, par exposition au rayonnement solaire, d'autre part, par conductibilité thermique à partir du volume séparant l'élément tubulaire 1 de la paroi 5 (effet de serre). On notera à ce propos que la surface 4 exposée au rayonnement solaire a une aire très importante par rapport au volume du capteur, ce qui confère à celui-ci un rendement exceptionnel. On notera également que le positionnement et l'assemblage des différents organes peuvent être effectués de façon simple dans le moule même où le polyuréthane est solidifié et expansé, la prise en masse du polyuréthane suffisant à le rendre solidaire de l'élément tubulaire 1 et de la paroi 5, grâce à des retours 8 ménagés sur celle-ci et pénétrant dans la masse du polyuréthane. Ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, l'alimentation en liquide caloporteur froid et l'évacuation du liquide caloporteur réchauffé s'effectuent à l'aide d'un collecteur d'alimentation et d'un collecteur d'évacuation, susceptibles d'être connectés, à l'aide de raccords tels que 9,à une pluralité d'éléments tubulaires 1. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, l'axe de chaque raccord 9 est décalé par rapport à l'axe de l'élément tubulaire 1 auquel il est connecté, de manière que la partie supérieure du raccord soit dans le plan de la surface 4, en vue de ne pas empiéter sur le volume qui sépare cette surface 4 de la paroi 5 et donc de ne pas réduire l'effet de serre. Les différents raccords 9 sont connectés à un collecteur d'alimentation ou d'évacuation,supporté et isolé thermiquement par un ensemble 10 représenté sur les figures 4 et 5. Cet ensemble 10 comprend une partie 11 coiffant une embase 12, en laissant subsister à l'intérieur des évidements longitudinaux tels que 13,dans lesquels est logé le collec- tueur, les parties 11 et 12 étant assemblées à intervalles réguliers par un système de vis engagées dans des lumières telles que 13 et 14 et d'écrous. Des opercules détachables 15 sont ménagés à intervalles réguliers.dans la partie 11, de manière à pouvoir y engager latéralement les raccords 9, qui sont eux-mêmes connectés par des raccords aux tubes constituant le collecteur. On peut ainsi alimenter de façon simple, à partir d'un même collecteur, des capteurs solaires occupant diverses positions, avec éventuellement des inclinaisons différentes par rapport au rayonnement solaire. On notera que, selon une caractéristique iiportante de l'invention; les parties 11 et 12 des collecteurs peuvent etre fabriquées en un matériau facile à découper, en polyuréthane par example, de façon à pouvoir être mises à longueur sur le lieu même d'utilisation, ce qui facilite grandement le montage des ensembles de collecteur$ et à isoler thermiquement les collecteurs. REVENDICATIONS 1.- Capteur solaire modulaire comprenant un ou plusieurs éléments tubulaires (1) dans lesquels circule un fluide caloporteur, dont une partie (4) destinée à être exposée au rayonnement solaire est protégée par une surface transparente ou translucide (5), tandis que leur partie opposée (6) est isolée de l'extérieur par un isolant thermique (7) tel que le polyuréthane, ce capteur solaire étant caractérisé en ce que le ou lesdits éléments tubulaires (1) sont raccordés latéralement à une extrémité à un unique raccord (9) d'alimentation en fluide caloporteur, noyé dans le matériau isolant (7), et à leur autre extrémité à un unique raccord d'évacuation de ce fluides également noyé dans le matériau isolant (7), lesdits raccords (9) d'alimentation et d'évacuation ayant une section transversale égale à la sapine des sections desdits éléments tubulaires. 2.- Capteur solaire Modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou lesdits éléments tubulaires (1) comprennent, du côté exposé au soleil et du côté opposé, une face sensiblement plane. 3.- Capteur solaire modulaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits raccords (9) ont un axe parallèle à l'axe desdits éléments tubulaires (1) mais décalé par rapport à celui-ci, la génératrice supérieure desdits raccords étant située sensiblement dans le plan de la face (4) desdits éléments tubulaires exposée au rayonnement solaire. 4.- Capteur solaire modulaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits raccords (9) d'alimentation en fluide caloporteur et d'évacuation de ce fluide sont raccordés respectivement à des collecteurs d'alimentation et d'évacuation d'une pluralité de capteurs similaires. 5.- Capteur solaire modulaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits collecteurs sont disposés latéralement par rapport auxdits raccords, perpendiculairement à ceux-ci. 6.- Capteur solaire modulaire selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdits collecteurs sont logés dans un support (10) constitué de deux parties rectilignes assemblées (11, 12) définissant entre elles un ou plusieurs évidements longitudinaux (13) constituant des passages pour les collecteurs. 7.- Capteur solaire modulaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que leune desdites parties (11) comporte des opercules (15) pour le passage des raccords (9 > d'alimentation ou d'évacuation, 8.- Capteur solaire modulaire selon l'une des revendications 5 à 7 e caractérisé en ce que lesdits supports de collecteurs (10) sont réalisés en un matériau facile à découper, notamment en une matière plastique telle que le polyuréthane, en vue de pouvoir être mis à longueur sur le chantier même de montage des capteurs,