Brevet FR2513363A1 — publié le 19830325

INSOLATEUR ANTIGEL A FACE ARRIERL SOUPLE La présente invention est relative à un insolateur destiné à élever la température d'un fluide en vue de l'utilisation de cette énergie thermique. A ce jour les capteurs solaires sont réalisés soit avec des tuyaux sinusoidaux soit avec des collecteurs en tette et canalisations rectilignes, soit avec le procèdé "lame fluide" soit encore avec des plaques soudées sur la périphérie, soit enfin en matériaux plastiques, tuyaux caoutchouc gainés de fils métalliques ou plaques de plastique, ces derniers étant généralement réservés aurchauffage de l'eau des piscines. Les capteurs antigels étant soit des capteurs qui se vident quand le risque de gel se présente, soit une isolation par l'intérieur sous la forme de tuyaux souples glissés dans les tubles métalliques. Dans tous les cas le passage du fluide caloporteur se fait dans une gaine réalisée dans un mtme matériau. Les insolateurs présentent à & ensoleillement soit une matière plastique qui, mauvaise conductrice de la chaleur, diminue le transfert thermique dans le fluide et donc le rendement de l'insolateur, soit un conduit métallique homogène très sensible au gel et dont la face arrière est très conductrice thermiquement ce qui impose une plus grande isolation de la face arrière. De plus sous nos latitudes le gel est un inconvénient grave pour l'utilisation de l'énergie solaire, les capteurs dont nous venons de parler en effet ne supportent pas les dilatatior provoquées par le gel et sont détruits. Pour lutter contre le gel les fabricants, soit préconisent l'emploi d'un antigel chimique, soit réalisent un échauffement nocturne de l'insolateur s'il y a risque de gel, soit enfin emploient des capteurs antigels avec système de vidange. L'emploi d'un antigel chimique rend l'eau toxique et impose, dans le cas de chauffe eau solaire, l'utilisation d'un échangeur lequel diminue le rendement des installations et augmente le coût de fabrication. Le réchauffement nocturne implique une perte impoetante de calories et une régulation plus sophistiquées et donc plus coûteuse, Les capteurs a vidanger sont complexes et couteux. Aucune solution n'est donc satisfaisante, la présente invention d'un insolateur antigel à arrière souple qui permet de pallier les inconvénients énumérs ci-dessus, des modes de réalisation actuelle. suivant une caractristique de l'invention, la face avant de l'insolateur est réalisée dans un métal à haute conduction thermique (cuivre ou aluminium par exemple) permettant un bon transfert du flux solaire et une face arrière réalisée dans une feuille d'un matériau souple et peu conducteur de la chaleur permettant une diminution de l'isolation arrière de 1 'insolateur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la face arrit- re de l'insolateur possède un coéficient d'élacticité suffisant pour compenser l'expansion de l'eau gelée. L'insolateur supporte donc le gel sans aucun inconvénient, dès que la température remonte le capteur dégele et est prêt à fournir des calories si le flux solaire est suffisant. Il n'est donc plus nécessaire d'utiliser de l'antigel chimique ce qui permet de suprFmer l'échangeur, dans le cas de chauffage et du chauffe eau solaire, ce qui augmente le rendement et diminue le cotit de fabrication0 Suivant une autre caractéristique de l'invention l'insolateur peut faire fonction de vase d'expansion s'il est continut pour être intégré à une installation classique, avec échangeur, de chauffe eau solaire.En effet la dilatation de la fce arrière souple de l'insolateur compense le volune de dilatation du fluide caloporteur, cette caractéristique permet la suppression du vase d'expansion et permet donc un abaissement du cobt de ce type d'installation, L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui reprsentent 5 titre d'exemple non limitatif un mode de réali- sation de l'invention. La figure 1 est une représentation schématique d'un insola tueur. La figure 2 représente une installation de chauffe eau solaire avec échangeur. La figure 3 représente une installation de chauffe eau solaire sans échangeur employant un insolateur conforme à l'in- vention. La figure 4 représente un mode de réalisation de l'invention ( insolateur ) La figure 5 représente un autre mode de réalisation de l'invention ( insolateur ). La figure 6 représente un autre mode de réalisation de l'invention (insolateur) La figure 7 représente un autre mode de réalisation de l'invention ( insolateur ) La figure 8 représente une illustration du fonctionnement du dispositif antigel. La figure 9 représente un insolateur construit suivant un mode de réalisation de l'invention. La figure 10 représente la coupe d'un tel insolateur. La figure 1 représente, ou en coupe, le schéma d'un insolateur classique 1 vitrage, 2 absorbeur, 3 isolation, 4 entrée fluide, 5 sortie fluide 6 coffre. La figure 2 représente un chauffe eau solaire classique, le fluide est chauffé dans l'insolateur 7 puis chauffé par l'intermédiaire du circulateur 8 et de l'échangeur 9 le stokage d'eau chaude sanitaire 10 protègé par l'isolation ll. Nous remarquons sur le circuit le vase d'expansion 1z et la soupape de sécurité 13. La figure 3 représente la même installation sans échangeur car possédant un insolateur conforme à l'invention. L'eau circulant dans l'insolateur entre dans le stock en 15 et en ressort en 14. L'absence d'échangeur augmente le rendement le rendement du transfert de l'énergie solaire du capteur au stoch d'eau chaude sanitaire. En outre elle abaisse très sensiblement le prix de l'installation outre l'échangeur, le dispositif permet de supprimer la soupape 13 et le vase d'expansion 14, les variations de pression étant régulièrès par le groupe de sécurité du stock d'eau chaude sanitaire. La figure 4 représente un mode de réalisation de l'invention Le fluide caloporteur 19, l'eau dans le cas de chauffe eau, est enfermée entre la face avant de l'abrateur 16 et la face arrière souple 18, celle-ci peut à titre d'exemple être réalisée lutyl armé, les liaisons entre les faces avant et ar rière sont ici réalisées par des zones vulcanisées à chaud 17. Ce mode de réalisation permet une fabrication en série à très faible coût, Le figure 5 représente un autre mode de réalisation de l'in- vention. Ici l'insolateur est démontable, les zones de liaison ne sont plus vulcanisées mais liées mécaniquement par le support 21 et les vis d'assemblage 20. La figure 6 représente un autre mode de réalisation de l'invention, là, la face arrière 18 est agrafée à la face avant 16. La figure 7 représente un autre mode de réalisation de l'invention, Là, la FACE AVENT 16 prend la forme d'une ailette. La figure 8 représente le fonctionnement de l'invention lors du gel, la déformation en phase élastique de la face arrière permet d'absorber cette augmentation de volume sans dommage pour l'insolateur. L'insolateur est donc parfaitement antigel. La figure 9 représente une vue de dessus d'un mode de réalisation de l'invention en ce qui concerne les passages du fluide caloporteur. La figure 10 représente en coupe un insolateur conforme à l'invention. Ce système de captage de l'énergie solaire à tous les usages des insolateurs plans, il est applicable dans tous les cas ou l'on a'besoin de chauffer un fluide pour l'énerie solaire et cela particulièrement pour les usages domestiques de l'énergie solaire chauffage des locaux et chauffe eau, dans ce dernier cas il rend l'installation à laquelle il s'intègre très performante au niveau du rendement du transfert thermique et très économique à fabriquer. REVENDICATIONS - 1 - Dispositif de captage de l'énergie solaire, caractérisée en ce que la face avant de l'insolateur soit réalisée dans un métal thermiqu ment conducteur et la face ar rière dans un matériau souple peu conducteur de la chaleur. - 2 - Dispositif de captage de l'énergie solaire selon la re vendication 1 caractérisée en ce que la déformation en phase élastique de la face souple absorbe les dilata tions dues au gel de l'eau contenu par l'insolateur.