Brevet FR2504247A1 — publié le 19821022

MAISON A CHAUFFAGE SOLAIRE INTEC,RAL TRACE A UNE ACCUMULATION SAISOKNIERE 11 est connu d'accumuler la chaleur solaire dans un volume de sol en place et de diminuer les déperditions thermiques, d'une part en recouvrant la surface d'une couche de matériaux calorifuges, d'autre part en creusant une tranchée tout autour et en la remplissant de matériaux mauvais conducteurs de la chaleur. Il n'y a alors plus de déperditions que vers le has et le calcul montre qu'avec une surface d'une centaine de mètres carrés et une profondeur de 2 à 3 m, on peut accumuler la chaleur de l'été à l'hiver avec un rendement acceptable. Les échanges de chaleur sont réalisés par des tubes enterrés dans le sol où circule le fluide caloporteur qui peut entre de l'air ou de l'eau. L'inconvénient connu de ce type d'installation est son coût et son encombrement. L'invention consiste en une combinaison de ce système avec la maison elle-meme, les fondations de cette maison étant approfondies, élargies, et constituées de matériaux calorifuges pour assurer la protection contre les déperditions de chaleur par la périphérie. Ouant au calorifugeage en surface, il sert en meme temps à isoler thermiquement le sol de la maison. Une partie de la façade sud située de préférence à la base est aménagée en capteur plan à circulation d'air et l'autre partie est vitrée pour permettre à la chaleur solaire de pénétrer directement dans l'habitation. Un volet calorifuge peut venir recouvrir cette partie vitrée pour réduire la déperdition de chaleur la nuit et, de la sorte, toute la maison fonctionne en serre. Elle consomme moins de chaleur qu'une maison normale et le calcul montre que l'accumulateur constitué par le sol comme il a été dit suffit pour assurer la totalité de son chauffage. La planche ci jointe représente une maison conçue selon l'invention. La figure 1 est une vue en coupe de la maison et elle fait apparaître en 1 les fondations calorifuges qui sont beaucoup plus profondes et larges que les fondations normales et qui sont constituées en béton à intégration d'air. Comme il n'est demandé à ce béton qu'une faible résistance à la compression, on peut lui donner une densité particulièrement faible ce qui en fait un bon calorifuge. Avant le creusement des fouilles on a disposé les tubes 2 de circulation d'air qui servent au réchauffage du sol par la chaleur solaire et entre eux les tubes 3 qui servent au chauffage de la maison. La terre est provence des fouilles est disposée en 4 au dessus de ces tubes et elle est maintenue pr le mur calorifuge 5. Un matériau isolant en vrac 6 remplit l'intervalle jusu' la dalle 7. La chaleur solaire est fournie par un capteur plan situé à la base d'une façade orientée vers le sud, et constitué simplement par une paroi transparente 8, une paroi absorbante 9, ainsi qu'une paroi 10 qui limite un canal plat où circule l'air qui véhicule les calories. Au dessus du capteur, la façade est vitrée, et des stores à lames épaisses calorifugées, viennent la protéger du froid. L'auvent 12 protège la façade du soleil de l'été. La figure 2 représente la vue agrandie de l'une des extrémités de la partie où se trouve le capteur. Un ventilateur 13 aspire l'air par les tubes 2, et le refoulc ensuite dans le canal limité par les parois 9 ct 10. De l'autre catie, il repasse dans les autres extrémités des tubes 2. Des clapets 14 bouchent les tubes aux deux extrémités lorsque le ventilateur nc fonctionne pas, dc manière à éviter une déperdition de chaleur. Un autre ventilateur 15 mis en route par un thermostat d'ambiance aspire l'air dans la maison par une grille de sol et le souffle à une extrémité des tubes 3. L'autre extrémité aboutit à des bouches de chaleur réparties dans la maison. Pour rafraîchir la maison l'été, un volet 16 permet au ventilateur 13 d'assurer la circulation de l'air non pas dans les tubes chauds dc l'accumulateur mais bien dans une gainc 17 enterrée à l'extérieur dc la maison ct qui revient alimenter une ou plusieurs bouches de soufflage. Les ventilateurs 13 et t5 peuvent faire circuler l'air dans les mêmes tubes 2 et 3. Il suffit pour cela de faire aboutir les extrémités de ces tubes situées d'un même côté de la maison, dans un caisson où chaque ventilateur prélève de l'air avec interposition d'un ou plusieurs clapets anti-retour. Au centre de la maison se trouvent les tubes 18 de réchauffage de l'eau sanitaire ainsi qu'une résistance électrique 19 placée un peu au dessus et qui, à la fin de l'hiver, permet de remonter la température de cette eau : il est clair en effet que pour utiliser à fond l'accumulateur, on doit laisser sa température descendre aux environs dc 250 et que c'est une température trop faible pour de l'eau chaude sanitaire. Cette résistance 19 est calculée largement de manière à pouvoir fournir un appoint de chaleur, soit au début du fonctionnement lorsque l'accumulateur n'est pas encore chaud, soit simplement parce que la consommation de chaleur a dépasse ses possibilités. La résistance est placée au dessus des tubes si bien que 1a fraction de sa chaleur qui est perdue par conduction vers le bas est minime et, comme la terre qui l'entoure fait officc d'accumulateur, on peut n'utiliser nue du courant de nuit. Même le chauffage d'appoint est-ainsi rendu beaucoup plus économique qu'un chauffage électrique traditionnel. Cette meme capacité d'accumulation permet d'utiliser une éolienne pour alimenter la résistance 19. REVENDICATIONS 1 - Maison à chauffage solaire qui reçoit la chaleur d'un ou plusieurs capteurs et l'accumule dans le sol, caractérisée en ce que la zone d'accumulation dans le sol est délimitée par les fondations 1 qui, à cet effet, sont approfondies, élargies et rendues calorifuges. 2 - Maison à chauffage solaire suivant revendication 1 caractérisée en ce que les tubes 2 et 3 dc circulation du fluidc caloporteur sont disposés sur le sol avant creusement des fouilles et recouverts de la terre 4 extraite des dites fouilles, cette terre venant constituer une partie du volume dans lequel s'e- fectue l'accumulation. 3 - Maison à chauffage solaire à accumulation suivant revendication 1 et 2 caractérisée en ce qutune couche calorifuge unique 6 sert à isoler thermiquement la surface supérieure de l'accumulateur et la surface inférieure de la dallc du rez de chaussée 7. 4 - Maison à chauffage solaire à accumulation suivant revendication 1 caractérisée en ce qu'elle présente au sud une façade dont une partie est aménagée cn capteur solaire et le rcstc offre une grande surfacc vitrée. 5 - Partie dc façade sud de maison à chauffage solaire aménagée en capteur solaire suivant revendication 4, caractérisée en ce qu'elle est constituée simplement par trois parois, une paroi transparente R, une paroi absorbante 9 et une paroi 10 pa allèle à la paroi 9, l'intervalle entre la paroi 9 et 10 servant de canal à une circulation d'air. 6 - Partie de façade sud de maison à chauffage solaire, aménage en capteur solaire suivant revendications 4 et 5, caractérisée en ce qu'elle est disposée en oblique à la base de cette façade sud, la couche calorifuge 6 étant prolongée en arrière du capteur pour assurer son isolation thermique. 7 - Maison à chauffage solaire à accumulation suivant revendication 1 caractérisée en ce que la chaleur emmagasine est reprise par une circulation d'air dans des tubes 3 disposés commc les tubes 2 dc circulation d'air du capteur. 8 - Système de circulation d'air suivant revendication 7 caractérisé en ce que les tubes 3 utilisés sont les mêmes que les tubes 2 utilisés pour le capteur , des clapets anti-retour permettant aux deux circulations d'etre établies indépendamment l'une de l'autre. 9 - Système de circulation d'air suivant l'une quelconque des revendications 7 ou r caractérisé en ce qu'un volet 16 permet de couper le débit de l'air chaud en prove- nance de l'accumulateur et d'établir un débit d'air froid en provenance d'une ou plusieurs gaines enterrées à l'extérieur. 10 - Accumulateur de chaleur suivant revendication 1 caractérisé en ce qu'il assure en meme temps le chauffage de l'eau sanitaire grâce à un ou des tubes 18 enterrés en meme temps que les tubes d'air 2 et 3. tl i - Maison à chauffage solaire suivant l'une quelconque des revendications t à 10, caractérisée en ce qu'une résistance électrique 19 est noyée dans la terre qui recouvre les tubes de manière à permettre un apport de chaleur avec une accumaltion qui permet d'utiliser du courant de nuit. 12 - Maison à chauffage solaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisée en ce que l'apport de chauffage par résistance électrique est fourni par un aérogénérateur.