Brevet FR2500597A1 — publié le 19820827

La présente invention concerne un capteur solaire dit "monolithe". On sait qu'à l'heure actuelle les capteurs solaires comportent essentiellement trois parties ou trois éléments, a savoir (comme schématisé sur la figure 1 annexée) : un absorbeur 1, un caisson 2 et enfin une couverture 3. L'absorbeur est en général réalisé en un matériau connu pour être un conducteur thermique tel que le cuivre, l'acier inoxydable, l'aluminium voire même une matière plastique ; le caisson qui, lui, enveloppe cet absorbeur et qui est généralement en un matériau solide, résistant a la corrosion, étanche et isolant thermique tel que, par exemple, laine de verre, laine de roches, polymère, etc, et la couverture qui peut être en verre simple, en verre feuilleté, en verre martelé, en une matière synthétique tel qu'un méthacrylate. Ces trois éléments essentiels sont, a leur tour, insérés dans un coffre 4 en tout matériau approprié. Le principe de tels capteurs est simple On dispose, par application du phénomène d'absorption des corps noirs, d'un "emmagasineur de calories" constitué par le circuit fermé de l'absorbeur peint en noir dans lequel circule de l'eau en général (comme indiqué sur la figure 1), circuit branché a un ballon d'accumulation. Ce circuit est inséré dans un isolant et la couverture en verre associe "l'effet de serre" d'un petit volume d'air sous un vitrage clos, à l'action de l'absorbeur en amplifiant la chaleur "emprisonnée" sous l'action des radiations solaires. On conçoit que l'efficacité de ces capteurs solaires dépend essentiellement du soin apporté à leur réalisation quant à leur assemblage, à l'étanchéité de leur liaison, au choix des matériaux, etc. On conçoit aussi qu'étant donné la nature différente de ces matériaux et leur comportement différent vis-à-vis des phénomènes thermiques, il peut se produire des rétractions ou des dilatations différentes dont les conséquences sont évidentes et se traduisent par des interventions plus ou moins importantes au niveau du remplacement ou de la réparation de l'un ou l'autre des éléments essentiels ou de l'un ou l'autre des éléments de li-aison ou d'étanchéité.Au surplus, lors du montage de ceux-ci, il est important de veiller à éviter les phénomènes de condensation au sein du volume d'air sous vitrage et, pour ce faire, il est souvent nécessaire de recourir à des techniques de vide et de réaliser des joints étanches efficaces. L'ensemble de ces facteurs - montage effectué avec soins, matériaux différents judicieusement choisis, technique de vide, réalisation de joints étanches, interventions en cours d'utilisation au niveau de la réparation, du remplacement de pièces et/ou de l'entretien de l'appareil en général - fait que l'exploitation de tels appareils est coûteuse aussi bien pour leurs constructeurs que pour leurs utilisateurs. Or, la présente invention vise un appareil évitant tous ces inconvénients et présentant, du fait de sa réalisation et de sa structure, des avantages certains et notamment ceux d'être facile à réaliser, de ne nécessiter qu'un seul matériau, allié au "vitrage" créant "l'effet de serre", de ne nécessiter aucum joints rapportés, d'éviter les phénomènes de dilatation et de condensation et, enfin, de supprimer la nécessité d'intervention en cas de défectuosité éventuelle, un tel appareil étant du type "monolithe", "jetable" et remplaçable dans son ensemble. Le capteur selon l'invention est alors essentiellement caractérisé par le fait qu'il est "monolithe" et qu'il est constitué d'un corps allongé venu de moulage d'un matériau plastique bon conducteur thermique et au sein duquel sont réalisés, également par moulage, des canaux ouverts de circulation du fluide calorigène sur lesquels repose un "vitrage" nécessaire à l'obtention d'un "effet de serre", vitrage lui-meme inséré dans ledit corps au cours dudit moulage. Suivant une caractéristique avantageuse, le matériau plastique est un matériau expansé rigide du type polyurethane expansé rigide. L'invention concerne également le procédé de fabrication d'un tel capteur monolithe, procédé caractérisé par le fait qu'il consiste a disposer au fond de l'une des coquilles d'un moule dont la forme est celle correspondante de celle que doit avoir finalement la partie supérieure du capteur, une plaque de verre et dont les parois correspondent aux flancs de ce capteur, a faire porter par cette plaque le moyen de moulage destiné a réaliser les canaux de circulation du fluide calorigène et, après fermeture du moule au moyen de l'autre coquille, a procéder de façon connue a l'injection et à l'expansion de la matière plastique choisie puis à démouler de façon également connue en sol D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés, sur lesquels, outre le schéma de la figure 1 dont il a été question ci-dessus pour illustrer l'art antérieur, - la figure 2 est une vue schématique, en perspective, avec arrachements partiels, d'un capteur monolithe selon l'invention ; - la figure 3 est une coupe transversale du corps de l'appareil de la figure 2 et, - la figure 4 est une vue en élévation - coupe schématique d'un moule ferme illustrant la fabrication d'un capteur selon l'invention. En se référant a ces figures, ledit capteur est constitué d'un corps 5, affectant avantageusement la forme d'une nacelle allongée, et fait en un matériau plastique venu de moulage, comme il sera vu ci-après ; la partie supérieure de cette nacelle (normalement ouverte vers l'extérieur) est obturéepar une plaque 6 d'un matériau tel que le verre ou matériau synthétique transparent du type méthacrylate dont les bords sont noyés dans les faces latérales du corps 5. Le fond 7 de ce dernier comporte des canaux 8 ouverts à leur partie supérieure et sur lesquels repose ladite plaque 6. Ces canaux se terminent en un faisceau convergent à chacune des deux extrémités du corps 5 pour former une conduite d'entrée d'eau froide 9 et une conduite de sortie de l'eau chaude 10 (l'eau étant prise ici comme exemple de liquide calorigène). Le matériau constitutif du corps 5 est avantageusement une matière plastique expansée de préférence un polyuréthane expansé connu pour être un bon conducteur thermique. Ce corps sera peint en noir pour jouer le roule d'absorbeur. Comme on le voit, le capteur ainsi réalisé associe à l'action de cet absorbeur l'effet de serre obtenu par la disposition de la plaque de verre (ou analogue) 6 au-dessus des canaux de circulation du fluide calorigène 8 sans nécessiter de précautions particulieres quant à sa réalisation et sans avoir prévoir, éventuellement après avoir appliqué la technique du vide, des joints spéciaux. Ce matériau sert aussi de caisson et de coffre si bien que les éléments distincts constitutifs des capteurs connus ont été remplacés par un élément unique pour former avec la lame de verre qui y est noyée, un corps monolithe dont les avantages apparaissent immédiatement à l'homme de l'art au niveau du prix de revient et de l'entretien. A cet égard, on remarquera que le capteur ainsi réalisé est jeté en cas de défectuoité et remplacé dans son intégralité. Son prix de fabrication peu élevé, étant donné les techniques de moulage simples et les matériaux peu coûteux auxquels on a recours, justifie une telle pratique par opposition à celle nécessitant la prévision de réparation et/ou d'entretien des appareils faisant alors appel à de la main d'oeuvre coûteuse. Le procédé de fabrication des appareils selon l'invention est un procédé de moulage que l'on comprendra aisément en se référant a la figure 4. On utilise un moule comportant une coquille 12 et une coquille articulée 13 de fermeture de la première. Le fond de la coquille 12 est conçu et réalisé de manière comporter un bossage 14 occupant la plus grande partie de ce fond et délimitant ~eux créneaux 14a-14b sur lequel on dispose la plaque de verre 6 dont les côtés latéraux 6a-6b débordent dudit bossage. Au-dessus de ladite plaque sont prévues des cannelures qui formeront, une fois la pièce moulée, les canaux 8.En fermant cette coquille 12 et en Introduisant par le conduit approprié (schématisé en 13a) la matière plastique et en laissant celle-ci s'expanser, suivant une technique bien connue, toute la cavité libre sera remplie de cette matière noyant ainsi les bords 14a et 14b de la plaque 14 et réalisant les canaux 8 de l'appareil de l'invention. Après moulage, celui-ci se présente alors en coupe, comme illustré a plus petite échelle sur la figure 3. Les avantages qu'il présente ont été exposés précédemment, l'homme de l'art se rendant compte du faible prix de revient qu'il faut envisager pour sa réalisation ainsi que des moyens å mettre en oeuvre pour y parvenir. Il va du resté de soi que l'invention n'a été décrite qu'a titre purement explicatif et nullement limitatif et que toute modification utile pourra y être apportée sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Capteur solaire essentiellement caractérisé par le fait qu'il est monolithe et qu'il est constitué d'un corps (5) allongé venu de moulage d'un unique matériau plastique bon conducteur thermique et au sein duquel sont réalisés des canaux ouverts (8) de circulation du fluide calorigène sur lesquels repose le vitrage (6) nécessaire à l'obtention d'un "effet de serre", vitrage luizmême inséré dans ledit corps (5). 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau plastique est un matériau expansé rigide du type polyuréthane expansé rigide. 3. Procédé de fabrication d'un capteur solaire monolithe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il consiste à disposer au fond de l'une des coquilles d'un moule dont la forme est celle correspondante de celle que doit avoir finalement la partie superieure du capteur, une plaque de verre et dont les parois correspondent aux flancs de ce capteur, à faire porter par cette plaque le moyen de moulage destiné à réaliser les canaux de circulation du fluide calorigène et, après fermeture du moule au moyen de l'autre coquille, à procéder de façon connue à l'injection et à l'expansion de la matière plastique choisie puis à démouler de façon également connue en soi.