Brevet FR2503849A1 — publié le 19821015

La présente invention concerne les appareils qui, soumis à une insolation, élèvent la température d'un liquide. Dans les appareils connus de ce genre, la lumière solaire traverse une feuille transparente, épaisse, lourde ; cette feuille est fixée par l'intermédiaire de joints qui laissent pénétrer l'air extérieur, provoquant des condensations nuisibles au rayonnement et des oxydations. Le volume d'air important compris entre la feuille transparente et la face insolée provoque des convections nuisibles et l absorption du rayonnement solaire. L'absorbeur est constitué de deux feuilles en général métalliques et soudées, l une recevant et transformant la lumière solaire en chaleur, l'autre ayant pour rôle ae maintenir un liquide dans un système ae canalisations ou de chicanes. Ce type d'absorbeur a l'inconvénient d'être lourd, épais, long à fabriquer (souaures), coûteux ; son poids et son épaisseur lui donnent une inertie importante. Le Liquide circule dans l'absorbeur en général du bas vers le naut, ce qui est malaisé pour effectuer la vidange de cet appareil. De plus, les canalisations ou chicanes s'obstruent par dépôt ou oxydation, provoquant un défaut de circulation du. liquide. On connatt d'autres insolateurs dont le liquide circule de haut en bas, ruisselant sur la face traitée pour absorber le rayonnement solaire ; ces insolateurs présentent l'inconvénient de provoquer des condensations sur la feuille transparente et des déperditions dans le volume compris entre la feuille transparente et la couche absorbante. L'isolation arrière de ces insolateurs suppose une épaisseur importante d'isolants plaqués à l'absorbeur donnant une structure générale épaisse et lourde. Le capteur solaire, selon l'invention, permet d'éviter ces inconvénients. L'absorbeur est en effet constitué d'une plaque métallique mince, légère, présentant un minimum atiner- tie ; traité d'un c & é pour absorber le rayonnement solaire, et lié à sa partie supérieure à un système de déversoir, permettant la création d'un film de liquide caloporteur a'épaisseur variable circulant de haut en bas par gravité. Selon une première variante, l épaisseur variable du film est régulée par le débit variable d'une pompe ; dans une seconde variante, il est régulé par le déplacement d'une cloison placée devant le déversoir, le liquide étant toujours injecté par une pompe.Ce système permet a'éviter les obstructions de cir collation du fluide, un meilleur balayage des calories dis- ponibles, une vidange immédiate. Derrière le film caloporteur, l'isolation est constituée d'une lame d'air, d'un film réflecteur et d'une épaisseur d'isolant, sans contact avec le film caloporteur, permettant de diminuer l'épaisseur de l'isolation et l'épaisseur de la structure générale. A l'avant, le rayonnement solaire traverse une feuille de verre mince, donc ayant un coefficient de transmission élevé. Grâce à la présence de cloisons hori ontales anticonvections qui divisent ltespace compris entre la feuille de verre et l'absorbeur, les convections internes sont diminuées. Le verre étant divisé en feuilles de plus petites dimensions collé sur les cloisons anticonvections permet de diminuer son épaisseur et son poids. L'introduction d'un gaz neutre, régulé en pression entre le verre et 1 absorbeur, permet de supprimer les condensations et les oxydations, et de contrôler les fuites éventuelles. Le dessin annexé est une vue en coupe de l'appareil incliné vers les rayons solaires lorsque le moyen de transport du liquide est une pompe commandée par des sondes, le retour du liquide se faisant par gravité. Tel qu'il est représenté, l'insolateur comporte une plaque mince, l'absorbeur 7, embossé dans un déversoir 5 et un réceptacle 15 ; le déversoir 5 fait partie d'une pièce unique 23 qui comporte une botte de distribution 3, une cloison de retenue 4, un raccord fileté 1 d'admission au liquide. Un film réfléchissant 19 est tendu sur une plaque rigide d'isolant 18 emportés dans la coque 23 et le réceptacle 15. Le film 19 et la plaque 18 sont traversés par un trou 24. Le réceptacle 15 comporte un raccord fileté 17 et un raccord lisse 21. La plaque 7 a subi un traitement absorbant 6. Une cloison hori~ontale 9 percée d'un trou 10 est collée sur la plaque 7. Le verre 11 est emboîté, étanche, dans la partie avant de la coque 23 et immobilisé par collage sur la cloison 9. Le verre inférieur 11 est fixé par collage sous le verre supérieur sur la même cloison 9 et sur la coque 15, également par collage. Deux sondes 13, solidaires l'une de la plaque 7 et l'autre du verre 11, sont raccordées à un boîtier 14 permettant de commander une pompe.Cette pompe a pour rôle 'injecter plus ou moins de liquide caloporteur en 2 en prélevant les informations d'une part dans le bottier 14, d'autre part dans le liquide à réchauffer contenu dans un échangeur non dessiné situé sous l'insolateur. Le liquide 2 s'écoule dans le sens de la flèche à l'intérieur de la coque 23 pour venir dans une botte de répartition 3. Le liquide caloporteur passe sous une cloison ae retenue 4 dans une première version fixe, dans une seconde version. mobile. Le liquide caloporteur prend la forme d'un film 'J'épaisseur variable suivant le débit de la pompe en passant sur le déversoir 5 ; il s'écoule par gravité derrière la plaque 7 en prélevant par contact la chaleur transformée en 6 du rayonnement R.Le film 8 s'écoule jusqu'au réceptacle 15 en donnant une information continue à la sonde 13. I1 reprend la forme d'une veine liquide évacuée par le raccord 17 en 16 dans le sens de la flèche ; le liquide réchauffé-retourne par gravité à l'échangeur situé sous l'insolateur. Le film 8 circule sans contact à l'arrière dans la chambre 20 qui est à la pression atmosphérique par le trou 24 ; les déperditions entre la couche d'air et le liquide sont limitées par le film réflecteur 19 et l'isolant 18. Les verres minces 11 sont traversés par le rayonnement R qui atteint la face 6 en traversant le gaz neutre introduit parle raccord 21 ; ce gaz doit être régulé en pression légèrement au-dessus de la pression atmosphérique. La cloison 9 permet se limiter les convections dans les chambres 12 en laissant s'établir des pressions iaentiques par le trou 10. La position des verres 11 collés sur la face 6 permet un ruissellement facile des pluies. L'insolateur tel qu'il est conçu fonctionne de préférence de la verticale jusqu'à une inclinaison importante. L'insolateur, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où il y a rayonnement solaire et force de gravité où l'on a besoin de réchauffer un liquide. Par l'intermé diapre d'un échangeur, des applications intéressantes peuvent être l'apport de calories dans le domaine inaustriel (chauffage des locaux, réchauffement des matières premières), dans le chauffage des habitations et dans la production 'eau chaude (sanitaires, piscines). REVENDICATIONS 1. Insolateur caractérisé par le fait que l'échange thermique entre l'absorbeur (7) et le fluide caloporteur (2) est obtenu par ruissellement (8) dudit fluide sur la face de l'absorbeur (7) opposée à celle recevant le rayonnement solaire (Rj. 2. Insolateur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le fluide caloporteur (8j ruisselle à l'intérieur dudit insolateur au voisinage d'une paroi réfléchissante (19). 3. Insolateur suivant le revendication 2, caractérisé par le fait que la paroi réfléchissante (19) est doublée d'une cloison en matériau isolant (18). 4. Insolateur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le débit du fluide caloporteur (2) traversant l'insolateur est modulé en fonction de températures mesurées en différents points (13) de l'insolateur. 5. Insolateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est alimenté en fluide caloporteur (2) par un ddver- soir (5) comprenant une cloison de retenue réglable (4). 6. Insolateur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le volume (12) délimité entre l'absorbeur (7) et la face antérieure transparente (11) dudit insolateur est cloisonné par des parois (9) de direction générale horizontale. 7. Insolateur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le volume (12) délimité entre l'absorbeur (7) et la face antérieure transparente (11) est rempli d'un gaz neutre sec.