Brevet FR2506434A1 — publié le 19821126

la présente invention a trait au domaine des procédés et dispositifs visant aux économies d'énergie qui, faisant appel au rayonnement calorifique du soleil, utilisent les calories pour la production d'eau chaude. Elle concerne tout spécialement une installation intégrée pour le réchauffage de l'eau à partir d'un bassin ou bac tampon situé 9 proximité du lieu d'utilisation de l'eau chaude. On a décrit jusqu a ce jour et tenté la commercialisation de nombreux dispositifs et systèmes visant a capter 11 énergie solaire et à utiliser cette dernière, éventuellement après stockage, comme moyen de substitution partielle aux sources d'énergie maintenant classiques telles que électricité, fuel, charbon, gaz ...etc. Pour ce qui est de la transmission, directe ou indirecte, à un fluide caloporteur, de la chaleur solaire, on a essentiellement proposé ltusage de capteurs solaires de grande dimension comportant le plus souvent dans leur structure des canalisations au sein desquelles circule le fluide absorbeur de calories ou transmettant énergie rayonnante reçue à des accumulateurs du type piles photovoltaiques ou analogues. Ces capteurs solaires, qui peuvent revêtir des formes diverses telles que panneaux orientables, tuiles solaires ou autres, exigent une technicité particuliere et sont d'un coût qui, actuellement, n'est pas toujours compétitif et exige une longue période d'amortissement En outre, ces matériels sont généralement encombrants et nuisent à l'esthétique de l'environnement, comme cela est le cas par exemple des vastes panneaux disposés sur la toiture des maisons dites "solaires". L'invention, tout en se plaçant dans le cadre précite du -transfert direct de la chaleur solaire à un fluide tel quéPde LeYeemaglZ a pour but de remédier en bonne partie, aux inconvénients susvisés en suggérant un nouveau moyen de transfert permettant la mise en oeuvre de capteurs solaires de coût plus accessible et de manipulation facile et autorisant, en outre, la possibilité d'usage direct des nombreux plans d'eau, naturels ou artificiels, à proximité de lieux d'emploi de fluide caloporteur. Pour parvenir à ces buts et à d'autres qui apparaîtront au cours de la présente description, l'invention propose un nouveau systeme d'utilisation d'énergie solaire pour le rechauffage d'une eau directement utilisable pour le chauffage de locaux ou la production d'eau sanitaire. L'installation selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte essentiellement : un réservoir de grande superficie, rempli d'eau dont la surface est recouverte par un ensemble de capteurs solaires flottants amovibles, munis d'espaces creux reliés à deux collecteurs d'extrémité du réservoir et dans lesquels on fait circuler l'eau de ce dernier ; à proximité, une pompe à chaleur dont le compartiment d'entrée est alimenté par l'eau réchauffée du réservoir alors que la sortie est reliée à des canalisations d'eau sanitaire et/ou de chauffage central d'un local ou habitation. Le réservoir d'eau, qui sert de bac-tampon absorbeur de calories, peut être constitué par tout bassin situé à proximité des lieux où l'on a l'intention d'utiliser les calories emmagasinées par le fluide du bac. Il peut s'agir par exemple d'un bac, d'un étang ou, plus avantageusement encore, d'une piscine disposée près d'un local d'exploitation ou d'habitation. Conformément à l'invention, on dispose sur la surface de l'eau du bassin un dispositif jouant le rôle de capteur solaire flottant, de préférence apte à être enroulé ou déroulé facilement notamment dans le cas où le bassin est utilisé partiellement comme piscine. Un tel dispositif peut être constitué, par exemple, par un ensemble unitaire en matière plastique souple de couleur sombre (corps noir) composé de séries de tuyaux parallèles reliés entre eux par une membrane ou noyés dans cette dernière. Cet ensemble est supporté par un tapis flottant, par exemple en matière plastique expansée comme une mousse de polyéthy lène ou analogue.Selon une variante, le support servant de flotteur et le capteur splaire sont réalisés en une structure unitaire comportant une semelle en plastique expansé surmontée d'un matelas en plastique souple dans lequel sont prévus des canaux communiquant entre eux pour la circulation de l'eau. Selon une caractéristique du procédé, on puise l'eau du bassin /ou plusieurs en un/point5dotm4 à l'aide de pompe ou analogue, pour la faire circuler lentement dans les espaces creux du capteur solaire qui débouchent, à chaque extrémité du bac dans des collecteurs et l'on créé ainsi, d'un côté à l'autre du bassin une répartition aussi uniforme que possible de liteau sur la surface d'absorption des calories solaires. Comme dit ci-dessus, un dispositif du type pompe à chaleur dont le principe et le fonctionnement sont bien connus en soi, avec circuit central à liquide frigorigène, est installé à proximité du bassin et reçoit dans son compartiment d'entrée l'eau réchauffée du bassin. la vaporisation puis la compression du liquide frigorigène provoquent une élévation de température avec cession de la chaleur générée au fluide qui circulé dans le compartiment de sortie et qui, dans le cas de l'invention, peut être constitué par un circuit de chauffage central ou de distribution d'eau sanitaire pour local et/ou habitåtion. Le principe et un mode de réalisation non limitatif de l'invention sont illustrés sur les dessins de la planche annexée qui représentent très schématiquement . Figure 1 : une installation d'utilisation d'énergie solaire selon l'invention ; . Figure 2 : une vue longitudinale de la surface bassin d'eau servant de bac-tampon absorbeur de calories . Figures 3 à 6 : quelques modes non limitatifs de réalisation de capteurs solaires souples aptes à etre utilisés sur la surface du bassin. Selon la réalisation de principe des figures 1 et 2, le bassin d'eau -constitué avantageusement par une piscine 1- est recouvert en période de non utilisation par un tapis flottant 2 en matière plastique expansée servant de support à un réseau 3 de capteurs solaires, muni de tubes 4 qui sont tous reliés à des collecteurs 5, 6 disposés aux extrémités de la piscine. Ce réseau est amovible et peut être par exenple enroulé pendant l'utilisation de la piscine ; toutefois, une réalisation en matériau rigide peut être envisagée lorsqu'il s'agit de recouvrir un lac ou bassin analogue. Au moyen d'un dispositif de pompage du type pompe immergée 7, ou système de même fonction disposé à l'extérieur du bassin, on oblige l'eau à circuler d'une extrémité à l'autre du réservoir en passant par le collecteur 5 puis la série des canaux 4 du capteur solaire pour aboutir au collecteur 6 puis en un point quelconque p du bassin. L'eau réchauffée est puisée en ce point pour alimenter l'entrée 8 d'une pompe à chaleur à compartiment frigorigène 9 dont la sortie 10 est branchée sur un réseau de canalisations 11 alimentant un chauffage central à radiateurs 12, avec circulateut 13. Bien entendu, ce réseau de chauffage peut être avantageusement couplé à une chaudière traditionnelle 14 fournissant les calories d'appoint, si nécessaire. Quelques modes de réalisation illustratifs de capteurs solaires souples sont représentés sur les dessins, par exemple sous la forme de tubes reliés par entretoises (figure 3), de feuille plastique soudée par points et laissant des espaces creux à intervalles réguliers (figure 4), de structure alvéolaire à microcanaux au centre (figure 5), le matériau plastique étant réalisé en couleur sombre, de préférence noire pour favoriser l'absorption du rayonnement calorifique solaire. La figure 6 illustre un matériau sandwich en matière plastique unitaire dont la structure comprend : une base 15 en mousse de faible densité dans laquelle sont noyés des canaux 16 et qui est recouverte d'une feuille noire 17 en chlorure de polyvinyle ou analogue. Bien entendu, l'invettion n'est pas limitée à ces types de mises en oeuvre et s 'étend à tous les moyens techniques de fonctions équivalentes. REVENDICATIONS 1. Installation pour la récupération d'énergie solaire et la production.d'eau chaude nécessaire à un local ou habitation, caractérisée en ce qu'elle comporte : un réservoir de grande superficie, rempli d'eau dont la surface est recouverte par un ensemble de capteurs solaires flottants amovibles, munis d'espaces creux reliés à deux collecteurs d'extrémité du réservoir et dans lesquels on fait circuler l'eau de ce dernier ; à proximité, une pompe à chaleur dont le compartiment d'entrez est alimenté par l'eau réchauffée du réservoir alors que la sortie est reliée à des canalisations d'eau sanitaire et/ou de chauffage central d'un local ou habitation. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les capteurs solaires sont constitués par des séries de tuyaux parallèles reliés entre eux par entretoise ou noyés dans une structure en matière plastique souple de couleur noire, cet ensemble plat étant posé sur un flotteur constitué par un matelas en matière plastique expansé. 3. Installation selon la revendication 2 /caractérisée en ce que les capteurs solaires et le flotteur servant de support sont réalisés en une même structure unitaire. 4. Installation selon l'ur.e quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la circulation de l'eau est assumée d'une extrémité à l'autre du réservoir, par pompage ou analogue, de façon que la majeure partie de l'eau du conteneur soit distribuée progressivement et uniformément dans les espaces creux ou-tuyaux des capteurs solaires. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le réservoir d'eau de grande superficie, qui sert de bac-tampon pour l'échange calorifique, est constitué par une piscine dont l'eau réchauffée sert à alimenter au moins partiellement par l'intermédiaire de ladite pompe à chaleur, le circuit de chauffage ou de distribution d'eau sanitaire de l'habitation disposée à proximité.