Brevet FR2494820A1 — publié le 19820528

L'invention a pour objet un capteur solaire. On connait des capteurs solaires constitués par des tubes dans lesquels circule de l'eau et qui sont exposés au rayonnement solaire. Les tubes sont quelquefois assemblés entre eux de manière à constituer un panneau destiné à entre, par exemple, placé sur un versant de toit. Les tubes peuvent être métalliques et accolés les uns aux autres. Ils peuvent aussi etre ménagés par des plaques métalliques à gouttières se faisant face et reliées entre elles par des parties planes, les parties planes d'une plaque étant en contact avec les parties planes de l'autre plaque. Dans certaines réalisations, les tubes sont en matière plastique, raccordés par des languettes, l'ensemble formant un panneau rigide. Toutes ces réalisations présentent des inconvénients : non seulement elles sont de fabrication relativement coûteuse, mais en outre elles ont une durée de vie courte. Elles résistent mal aux effets du gel et permettent difficilement de con trôler l'écoulement du liquide. Elles sont inesthétiques, ce qui limite encore plus leur diffusion. Leur rendement est relativement médiocre par suite d'un écoulement trop rapide du fluide et/ou d'une faible surface d'échange. Le capteur solaire selon l'invention représente une solution extrêmement simple aux divers problèmes posés par la fabrication et l'utilisation des capteurs solaires et est notamment dénué des inconvénients rappelés ci-dessus. I1 est caractérisé en ce que le conduit de circulation du fluide, habituellement de l'eau, est ménagé par une enveloppe souple renfermant un garnissage intérieur en fibres. Selon une forme de réalisation préférée, les fibres sont celles constitutives d'un non-tissé plat. Les non-tissés trouvent des utilisations nombreuses dans l'industrie, la construction, les travaux publics. L'invention prévoit un procédé qui, partant d'un non-tissé plat, constitué de fibres assemblées par simple aiguilletage, consiste à revêtir une nappe de non-tissé d'une couche imperméable, produisant ainsi un conduit plat étanche et qui, ainsi peut être utilisé pour la circulation de l'eau. Par la présence du non-tissé, l'intervalle de circulation d'eau subsiste dans les diverses conditions. La capacité de déformation de la nappe lui permet de résister aux efforts développés par l'effet du gel. Sa souplesse générale assure son adaptation aux supports les plus divers. La présence des fibres du non tissé à l'intérieur du conduit rend possible le contrôle de la vitesse de circulation de l'eau. L'invention prévoit l'utilisation d'une nappe continue de très grande longueur qu'on découpe suivant des lés de longueur désirée dont la juxtaposition est propre à répondre aux diverses largeurs des supports à équiper. L'amenée et la sortie du liquide à chauffer peuvent avoir lieu par des tubes bordant deux côtés parallèles d'un élément de nappe et ouverts ou présentant des orifices vers l'intérieur dudit élément. L'invention prévoit de réaliser la continuité de l'étanchéité sur les côtés d'un élément de nappe par conformation de la couche superficielle imperméable et absence ou réduction du non-tissé dans les zones affectées aux raccordements. La description qui suit, faite å titre d'exemple, se réfère aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une' vue en plan d'un conduit plat de capteur solaire selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe transversale correspondante; - la figure 3 en est une vue de côté - la figure 4 représente en coupe transversale une nappe de nontissé à partir de laquelle est fabriqué le conduit plat ; - la figure 5 montre, en coupe transversale, un produit intermédiaire obtenu à partir de la nappe de la figure 4; - la figure 6 est une vue en perspective du produit en une phase ultérieure ; - la figure 7 est une vue en coupe d'un conduit plat pour une forme de réalisation ; - la figure 8 est analogue à la figure 7, mais pour une variante ;; - la figure 9 est une vue perspective d'un conduit plat selon la réalisation montrée sur la figure 7 - la figure 10 est une vue de plusieurs conduits plats posés sur un versant de toit. On part d'un élément de nappe rectangulaire 11 de non-tissé (figures 1 à 3) constitué par des fibres 12 dont la cohésion est obtenue par simple aiguilletage. On revêt cet élément sur sa face supérieure par une couche imperméable 13 mince et souple et, après retourneme sur son autre face également par une couche imperméable 14, mi ce et souple. Au'élément il sont accolés, sur ses bords 15 et 16, des tubes 17 et 18 dont les parties tournées vers le centr de l'élément présentent des perforations 19 et 21. L'assemblag est obtenu en prolongeant les couches 13 et 14 autour des parties externes 22 et 23 des tubes, comme montré en 24 et 25, po la couche 13, et 26 et 27 pour la couche 14.Sur les bords 28 et 29 perpendiculaires aux bords 15 et 16, les couches 13 et 1 ont un recouvrement comme montré en 31, 32 et 33, 34. On obtient ainsi un conduit plat et souple rempli de fibres non imprégnées (figure 1 et 2) dans lequel l'eau peut cir culer, tout en étant freinée par les fibres, par exemple en pénétrant dans le conduit plat par une tubulure 35 abouchée au tube 17 et en sortant par une tubulure 36 abouchée au tube 18, le tube 17 présentant un fond 37 à son extrémité opposée à la tubulure 35 et le tube 18 un fond 38 à son extrémité opposée à la tubulure 36. Les fibres conservent au conduit plat une épaisseur cons tante et augmentent la surface de transmission au liquide de 1 chaleur captée par la couche étanche exposée au soleil. Elles assurent, par leur texture, la tenue du conduit plat notamment à l1e'gard des dilatations dues à des élévations de température ou au gel. On se réfère maintenant aux figures 4 à 8. On part d'une nappe 41 de non-tissé (figure 4), qui peut etre de très grande longueur, comme issue d'un rouleau ou bobi ne de manière à pouvoir former au déroulement des lés. Cette nappe 41 est calandrée à chaud jusqu'à écrasement complet limi tativement sur ses deux bords longitudinaux 42 et 43 de manièr à constituer, de part et d'autre de sa partie centrale 44, deu marges 45 et 46 (figure 5) dtune épaisseur bien inférieure à cellé de la partie centrale. La face inférieure 47 de la nappe ainsi préparée est revetue d'une couche souple et imperméable 50 tant sur sa partie centrale 48 que sur ses parties marginales 49 et 51. Ou bien le calendrage a lieu après revêtement de la nappe par une couche imperméable. Puis on cintre les partie marginales suivant des demi-cylindres 54 et 55 (figure 6). La partie supérieure 56 de la nappe 41 est ensuite re couverte d'une couche souple et irripentiable 57, qui se raccorde à ourlage, par ses bords latéraux 58 et 59, aux bords 61 et 62 des parties cintrées de la couche 50. Le manchon souple plat ainsi obtenu est complété suivant un conduit en agrafant les marges transversales 91 et 92 (figures 7 et 9) de la couche supérieure 57, dépassant par rapport au non tissé 41, avec les marges transversales analogues 93 et 94 de la couche inférieure 50;les agrafes ayant été schématisées en 95. Deux bandes transversales 96 et 97, collées ou formées à cheval sur les joints me nagés par les bandes marginales supérieures et marginales inférieures, contribuent à l'étanchéité. Dans la variante montrée sur la figure 8, la couche inférieure 50 est prolongée transversalement par des rabats, respectivement 98, 99 dont les bords 101 et 102 sont appliqués contre la couche supérieure 57 avec interposition d'un joint d'étanchéité, respectivement 103, 104. On obtient ainsi un conduit plat 71 dont l'enveloppe étanche est constituée par la couche supérieure 57, la couche inférieure 50, les parties semi-cylindriques 54 et 55 de cette dernière et les bandes ou rabats transversaux, empli des fibres du non-tissé sur la majeure partie de son volume intérieur à l'exception des parties marginales 64 et 65 adjacentes aux demi-cylindres 54 et 55,qui sont des espaces vides. Ces derniers sont utilisés pour l'entrée et la sortie de fluide, par exemple par les extrémités diagonalement opposées 66 et 67 des espaces vides 64 et 65. De tels conduits sont utilisables directement en tant que capteurs solaires en faisant circuler un liquide canne de 1 'eau dans l'intervalle plat garni de fibres qui raccorde entre eux les gouttières longitudinales démunies de fibres 64 et 65. L'eau est au contact de la couche exposée au soleil, par exemple la couche 57. Les fibres garnissant cet intervalle et qui dépendent directement de ladite couche contribuent au chauffage de 1 'eau sans restreindre notablement la section de passage. Les fibres contribuent également à la bonne tenue mécanique du conduit. Les fibres freinent aussi l'écoulement de 1' eau la lenteur de circulation est favorable à l'élévation de sa temperature par l'effet du rayonnement solaire. Sur la figure 11, on a représenté de tels conduits ou panneaux souples 811, 812, 813 placés en contiguïté sur le versant 82 d'un toit. L'eau parvient par une tubulure supérieure 83, est présente dans le canal supérieur 841 du panneau souple 811, s ' écoule par pesanteur à 1' inté- rieur dudit panneau comme montré par les flèches fl suivant un flux à mouvement lent en raison de la p r é s e n c e des fibres du non~tissé intérieures audit panneau souple, parvient au canal inférieur 851 dudit panneau et circule dans le canal suivant la flèche f'l , est acheminée par la tubulure 86 en forme d'U dans le canal supérieur 842 du panneau souple adjacent 812.Dans ledit panneau, elle circule de la même façon que dans le panneau 841 suivant les flèches f2, jusqu'à parvenir dans le canal inférieur 852 dudit panneau d'où elle est amenée dans le conduit supérieur 843 du panneau 813 par la tubulure en U 862 3 qui peut être à l'opposé de la tubulure en U 861.2 ; etc. Lorsque les panneaux souples sont exposés au soleil, l'eau en circulation est chauffée progressivement non seulement par le contact direct avec la couche imperméable directement frappée par les rayons solaires mais aussi par son écoulement le long des fibres du non tissé garnissant l'intérieur du conduit et qui sont en contact direct avec la face interne de ladite couche. L'eau chauffée est recueillie à la partie inférieure d'une rangée de panneaux ou conduits plats et souples. Dans une réalisation, une bande imperméable 87 est appli quée, par exemple par collage, sur les parties voisines de deux panneaux souples adjacents, assurant l'étanchéité du joint entre lesdits panneaux. Les panneaux servent alors non seulement en tant que capteur solaire mais également en tant que moyen pour réaliser l'étanchéité du versant de toit 82 à l'égard de l'eau de pluie. La nappe de non-tissé est de préférence en fibres de polyéthylène ou de polyester. Le volume de la nappe occupé par les fibres peut être de l'ordre de 1/100, laissant ainsi une section de passage au liquide pratiquement aussi grande que celle d'une nappe dépourvue de garnissage intérieur. Les couches impenneables peuvent être On une feuille opaque de chlorure de polyvinyle ou de butyle extrudée collée aux fibres, ou bien en une feuille translucide. On peut aussi utiliser, au moins sur une face de la nappe pour former la couche imperméable, une émulsion aqueuse de hauts polymères acryliques,avantaaeusement une émulsion fabriquée par MATHYS SA sous la marque DAKFILL. Une nappe peut avoir ses deux faces rendues imperméables par le meme procédé : collage d'une feuille ou épandage d'une émulsion aqueuse et durcissement ; ou bien une face de la nappe de fibres peut être traitée par un procédé et l'autre face par l'autre procédé. Un capteur solaire peut etre obtenu en déroulant à longueur à la demande sur une toiture, que celle-ci soit à pente faible ou à pente forte, la nappe préparée suivant l'invention. Le capteur peut aussi être appliqué sur une paroi verticale. REVENDICATIONS 1. Capteur solaire comprenant une enceinte dont une paroi est destinée à etre soumise à l'action du rayonnement solaire, caractérisé en ce que l'enceinte est définie par un conduit plat souple et est garnie de fibres. 2. Capteur solaire selon la revendication 1 caractéris en ce que les fibres sont celles d'une nappe de non-tissé. 3. Capteur solaire selon la revendication 2, caractéris en ce que la paroi est une couche imperméable souple adhérant au non-tissé. 4. Capteur solaire selon la revendication 3, caractéris en ce que la couche est une feuille de résine extrudée. 5. Capteur solaire selon la revendication 3, caractéris en ce que la couche est obtenue à partir d'une émulsion aqueux 6. Capteur solaire selon la-revendication 1, caractéris en ce que deux bords parallèles du conduit plat ou panneau sont démunis de fibres pour constituer des canaux. 7. Capteur solaire selon la revendication 6, caractéris en ce que des tubulures sont raccordées aux canaux pour l'ame née et l'évacuation de l'eau. 8. Capteur solaire selon la revendication 6, caractéris en ce que les canaux sont ménagés par des tubes. 9. Capteur solaire selon la revendication 8, caractéris en ce que les tubes sont perforés sur leur face tournée vers le non tissé. 10. Capteur solaire selon la revendication 6, caractérise en ce que les canaux résultent seulement de l'absence des fibres. 11. Procédé pour la fabrication d'un capteur solaire selon l'une des revendications 1 à 10, caractérise en ce qu'or part d'une nappe de non-tissé à fibres simplement aiguilletées en ce qu'on revêt une des faces de la nappe d'une couche souple imperméable, en ce qu'on revet sa face opposée d'une autre couche souple imperméable et en ce qu'on raccorde entre elles lesdites couches par leurs bords. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on ménage sur deux bords opposés une entrée et une sortie de liquide. 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'avant revêtement par des couches, on écrase ou calandre les fibres le long de deux zones ,larginales parallèles de la nappe, la réduction des fibres étant appliquée pour ménager les canaux d'amenée et de départ de liquide. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la partie calandrée est incurvée pour le raccordement à la face opposée. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'incurvation a lieu après application de la couche souple étanche. 16. Procédé selon l'une des revendications Il à 15, caractérisé en ce que le non-tissé est un non-tissé à fibres en polyéthylène ou en polyester. 17. Procédé selon l'une des revendications ll à 15, caractérisé en ce qu'une couche souple imperméable est en chlorure de polyvinyle ou de butyle. 18. Installation de capteurs solaires, caractérisée en ce qu'elle comprend des panneaux capteurs selon l'une des revendications 1 à 10. 19. Installation selon la revendication 18, caractérisée en ce que les capteurs sont posés sur un versant de toit et en ce qu'un joint d'étanchéité est appliqué au raccordement entre deux panneaux capteurs adjacents. 20. Procédé de chauffage d'eau à partir de l'énergie solaire, caractérisé en ce qu'il consiste à faire circuler l'eau dans une enceinte selon la revendication 1, ménagée par un conduit plat exposé au soleil, de la surface interne duquel dépendent des fibres. 21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que les fibres sont celles d'un non-tissé collé sur une paroi limitant le conduit plat. 22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que le conduit plat est souple.