Brevet FR2534672A1 — publié le 19840420

La présente invention est relative à un capteur solaire d'un type nouveau, dsstiné à chauffer un fluide en circulation, et notamment de l'eau. On connait de nombreux capteurs solaires dont le principe consiste à faire circuler de l'eau dans un ou plusieurs tubes ou serpentins exposés au rayonnement solaire derrière une paroi transparente qui assure le chauffage par effet de serre. Ces capteurs solaires de type connu, prévus notamment pour des utilisations domestiques (chauffage de locaux ou production d'eau chaude sanitaire) peuvent etre rangés en deux grandes catégories présentant chacune divers inconvé nient Dans une première catégorie, le capteur est constitue par un caisson indépendant qu'on pose au sol sur un piedes- tai d'orientation. Si l'on désire assurer une puissance de chauffe raisonnablement importante, un tel capteur doit né- céssairement être réalisé avec de grandes dimensions, Si bien qu'il occupe au sol une surface importante. De plus, il ne s'intègre pas du tout au paysage et déprécie les constructions environnantes e Enfin, les inévitables fuites thermiques apparaissant sur sa face arrière sont ici purement et simplement perdues. Dans une deuxième catégorie, le capteur solaire est incorporé au toit ou à la terrasse d'un bâtiment. Dans ce cas, le serpentin dans lequel circule l'eau est réalisé sous une forme fractionnée qui, au montage, conduit à effectuer un grand nombre de raccords. L'expérience a montré que plus ces raccords sont nombreux, plus les risques de fuite sont importants, notamment si l'on tient compte des effets de corrosion qui se développent au cours des année. Dans cette catégorie de capteurs, on a meme vu une réalisation utilisant des tuiles transparentes, présentant la forme ordinaire extérieure des tuiles ordinaires d'une toiture : à chaque tuile était incorporé un tronçon de canalisation, si bien que sur l'ensemble de la toiture, le nombre des raccords de tuyauterie à effectuer était supérieur au nombre des tuiles. I1 va sans dire qu'une telle réalisation fait apparaître rapidement des fuites de liquide dont les effets sont par ticulièrement néfastes puisque, venant de la toiture, le liquide des fuites s'écoule par les plafonds du local. La présente invention a pour but d'éviter ces incon vènients en réalisant un dispositif de capteur solaire, susceptible d'entre incorporé facilement å. un bâtiment, tandis que la nature et le nombre des raccords de tuyauteries assurent une garantie efficace contre tout risque de fuite du liquide, Un capteur solaire selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend - d'une part une canalisation rigide, étanche et continue dans laquelle circule le fluide à chauffer - d'autre part au moins un module solaire adaptable après coup sur la canalisation déjà en place, et groupant au moins une ailette métallique d'insolation munie de moyens pour sa fixation sur la canalisation, et un capot en matière transparente susceptible de coiffer l'ailette. Suivant une autre caractéristique de l1invention, le module comprend par ailleurs une coque susceptible d'titre fi xée derrière la canalisation, face au oapot, Si bien que 1' ailette d'insolation se trouve prise entre le capot et laco- que, lesquels définissent un caisson plat que la canalisation traverse sur toute sa longueur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le capot et le caisson comportent en vis-à-vis chacun un rebord périphérique débordant, si bien qu'il suffit de les appliquer en vis-à-vis de part et d'autre de la canalisation et de 1' ailette d'insolation dont la périphérie est ainsi serréa en tre les deux rebords, pour pouvoir compléter l'assemblage au moyen de simples cavaliers pinçant sur leur périphérie les deux rebords en vis-à-vis du capot et de la coque. Suivant une autre caractéristique de l'invention, plu sieurs modules d'insolation du type précité sont disposés le long d'une canalisation de circulation d'eau. Il va de soi que celle-ci peut être installée suivant un trajet quelcon que rectiligne ou en serpentin. Suivant une autre caractéristique de 1'inventiont 1' épaisseur du capot transparent qui dépasse au-dessus de laca nalisation est inférieure ou égale à ltépaisseur d'un chevron utilisé pour la charpente d'une toiture, si bien qu'on loge plusieurs modules solaires selon l'invention à plat entre les chevrons d'un toit sous lesquels est placé un serpentin ou canalisation dans laquelle circule de l'eau, la toiture étant complétée par la mise en place de tuiles de forme con- nue, mais réalisées en un matériau transparent à la lumière, posées à la manière habituelle sur les chevrons de la char- pente.Grâce à cette disposition, on comprend qu'un ensemble de modules solaires selon l'invention puisse être incorporé à une toiture de forme et de structure traditionnelles, sans modifier la forme du btiment, tandis que l'eau à chauffer eircule,dans une canalisation continue et rigide, analogue à celles qu'on utilise traditionnellement pour distribuer 1' eau sanitaire dans les appartements. L'expérience montre que la technologie d'installation de ces tuyauteries ou canalisations est parfaitement au point et ne laisse apparaître aucune fuite meAme après de longues années. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limita tift permettra de mieux comprendre las caractéristiques de l'invention. Figure d est une vue en perspective avec coupe partiel- le d'un capteur solaire selon l'ivention. Figure 2 montre une variante de réalisation possible. Figure 3 est une vue en perspective de la variante de la figure 2. Figure 4 est le schéma d'un ensemble d'une installation équipée da capteurs, selon l'invention, destinée à être incorporée à une toiture. Figure 5 est est une coupe suivant V - V (figure 4) lorsque la toiture est terminée. Figure 6 illustre un autre mode d'installation pos sible où les modules selon Invention sont fixés en applique le long d'un mur. Figure 7 montre une variante de la figure 1. Le capteur solaire illustré sur la figure I comprend d'une part une canalisation rigide fixe i da type de celles qu'on utilise pour assurer la distribution de l'eau dans un appartement ou un local quelconque. Par ailleurs, le capteur comprend - deux demi-ailettes d'insolation 2 et 3 dont chacune com porte une embase 4 punie d'une rainure longitudinale hémicylindrique 5 susceptible de-venir s'adapter sur la face externe de la canalisation 1 - un capot transparent 6 réalisé d'une pièce en verre ou en une matière synthétique telle qu'un poly-carbonate - une coque arrière 7 réalisée d'une pièce suivant un contour analogue, en une matière telle que par exemple du po lyéthylène. Le capot 6 comporte un rebord périphérique 8 qui dé borde tout autour de son ouverture. La coque 7 comporte un rebord périphérique analogue 9. L'assemblage est le suivant La canalisation 1 étant déjà installée en place, on dispose en vis-à-vis les deux demi-ailettes 2 et 3 et on les assemble en revissant l'une sur l'autres les deux embases 4, au moyen de vis 10. De part et d'autre de cette ailette d insolation 2, 3, on dispose la coque inférieure 7 et le capot supérieur transparent 6, leurs deux rebords 8 et 9 étant appliqués l'un contre l'autre, éventuellement avec interposition d'un joint d'étanchéité 11. il suffit alors de pincer ensemble ces deux rebords 8 et 9 à l'aide de cavaliers tels que 12, pour réaliser un caisson rectangulaire plat, dont une médiane est occupée par la canalisation 1 qui traverse l'ensemble de part en part par des ouvertures prévues à cet effet. Le fonctionnement est connu, à savoir que le rayonnement solaire venant frapper le capot transparent qu'il traverse, il en résulte un échauffement de la matière de l'ai-. lette 2, 3, les calories étant ensuite transmises par conductibilité à la canalisation 1 et à l'eau qui y circule. L'effet de serre garanti par le capot transparent 6 augmente d'autant l'échauffement de l'eau circulant dans la canalisation 1. Par ailleurs, on augmente l'efficacité de l'en semble en réalisant les dert ailettes 2 et 3 en un maté riau de couleur noire mate. I1 peut s'agir par exemple d' aluminium anodisé. Dans la variante illustrée sur les figures 2 et 3, on utilise une ailette d'insolation 13 réalisée d'une pièce en tôle d'acier découpée et emboutie.L'ensemble se présente sous la forme d'une plaque rectangulaire qui définit it suivant l'une de ses médianes ,un tunnel en re lief 14 susceptible autre fixé élastiquement -sur la tuyau- te rie ou canalisation 1 . Tout le reste , le capot transparent 6 et la coque 7 sont réalisés de manière analogue à la va- riante de la figure 1 .L'assemblage se fait de manière analo- gue , la périphérie de l'ailette 13 étant pincée entre les rebords. 8 et 9 que maintiennent en place les cavaliers périphérisques 12 .Les ouvertures 15 sensiblement demi-circulaires prévues en vis-à-vis sur les côtés opposés du capot 6 et da la coque 7 permettent le passage de la canalisation 1 qui traver- se l'ensemble après montage ( figure 2). De toute façon , qu'il s'agisse de la réalisation de la figure 1 ou de la variante des figures 2 et-3 ,le capteur solaire selon l'invention ce présente sous la forme d'un module rectangulaire plate 16 qu'on fixe après coup de part et d'au- tre d'une canalisation rigide 1,déjà en place .Cela convient particulièrement bien à une installation solaire qu'on désire intégrer à la toiture d'une maison .Pour cela ,comme illustré sur les figures 4 et 5 ,on fait circule la canalisation 1 suivant un trajet en serpentin , en la plaçant directement sous les chevrons 17 de la toiture Les dimensions de chaque module 16,aussi bien en longueur qu'en largeur ou qu'en épais- seur,permettent de le disposer à plat entre les chevrons 17, sans que la face supérieure 18 du capot transparent 6 ne d@ passe au-dessus du plan 19 défini par ces chevrons . Ainsi, après mise en place de l'installation , on peut couvrir-le toit à la manière habituelle , en y disposant de façon traditionnelle des tuiles 20 dont la seule particularité est d' titre réalisées en un matériau transparent ( verre ou matière plastique). On comprend que l'installation ainsi réalisée pré. sente de nombreux avantages.En particulier t la mise en place des modules 16 s'effectuant après coup, sur la canalisation 1 sans nécessiter la assemblage d'aucun raccord d'étanchéité,tout risque de fuite se trouve supprime; -l'installation peut s'intégrer à l'architecture,sans avoir à modifier ltaspect extérieur de la maison ;; -l'ensemble étant intégré à la toiture ,sous les tuiles 20, les inévitables fuites thermiques apparaisaant derrière le fond de la coque 7 (figure 5, flèche 21) sont récupérées puisque les calories correspondantes s'écoulent à l'intérieur de l'immeuble - Chaque module 16 étant de dimensions réduites et d'un poids également faible, il est superflu de prévoir des socles ou supports spéciaux qui alourdiraient ou compliquaraient la construction. Bien entendu, la structure des modules 16, selon l'invention, leurs dimensions réduites et leur faible poids, permettent de les installer de diverses manières, toujours en les intégrant à l'architecture. En particulier, on peut les fixer en applique avec superposition à la façon d'auvents contre la façade 22 d'un immeubleS comme représenté sur la figure 6. La coque arrière 7 peut être transparente. Dans ce cas, on peut bénéficier de la réverbération de l'environnement ou des éventuelles propriétés réfléchissantes d'une paroi qui pourrait Autre située derrière le module. Enfin, les cavaliers 12 pourraient autre supprimés et remplacés par un collage hydrofuge, par exemple à base de silicornes. On a représenté sur la figure 7 une variante préférée pour la réalisation des ailettes. Dans ce ces, on prévoit deux pièces plates 23, identiques entre elles et réalisées par exemple en tôle emboutie. Chacune comprend un panneau plat 24 constituant la demi-ailette proprement dite, puis une gouttière demi-cylindrique 25 prolongée par un rebord plat 26. Les deux pièces 23 sont placées symétriquement par rapport à l'axe géométrique 27 de l'espace cylindrique creux défini entre les deux gouttières opposées 25. La canalisation 1 passe dans cet espace, centrée sur l'axe 27. De part et d' autre de la canalisation 1, les deux pièces 23 sont assemblées par tout moyen, par exemple par collage ou à l'aide de ri vets 28. REVENDICATIONS 1 - Capteur solaire pour l'échauffement d'un fluide circulant dans une canalisation, caractérisé en ce quil comprend - d'une part une canalisation (1), rigide, étanche et continue, dans laquelle circule le fluide à chauffer - d'autre part au moins un module solaire (16), adaptable après coup sur la canalisation (1) déjà en place et groupant au moins une ailette métallique d'insolation (2) , (3) ou (13), munie de moyens pour sa fixation sur la canalisation (1), et un capot (6) en une matière transparente susceptible de coiffer l'ailette (2), (3) ou (13), 2 - Capteur solaire suivant la revendication 1 , ca ractérisé en ce que le module (16) comprend par ailleurs, une coque arrière (7) susceptible autre fixée derrière la canalisation (1), face au capot (6), si bien que ailette d'insolation (2), (3), ou (13) se trouve prise entre le capot transparent (6) et la coque (7), lesquels définissent un caisson plat que la canalisation (1) traverse sur toute sa longueur. 3 - Capteur solaire suivant ltune quelconque des revendications précédentes, caractérise en-ce que le capot transparent (6) et la: coque (7) comportent en vis-à-vis chacun un rebord périphérique débordant, respectivement (8) et (9), si bien qu'il suffit de les appliquer de part et d'autre de la canalisation (1) pour pouvoir compléter l'as- semblage au moyen de cavaliers (12) pinçant sur leur péri phérie les deux rebords en vis-a-vis (8) et (9) du capot (6) et de la coque (7)-. 4 - Capteur solaire suivant la revendication 3 , ca ractérisé en ce que la périphérie de l'ailette d'insolation (13) se trouve pincée entre les deux rebords en vis-à-vis (8) et (9). 5 - Capteur solaire suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs modules d'insolations (16) sont disposés le- long d'une me canalisation de circulation d'eau (1). 6 - Capteur solaire suivant la revendication 5 , caractérisé en ce que les modules (16) sont disposés le long d'une canalisation (1) à trajet en serpentin. 7 - Capteur solaire suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur du capot transparent (6) qui dépasse au-dessus de -la canalisation (t) est inférieur ou égale à l'épaisseur d'un chevron decharpente (17). 8 - Capteur solaire suivant la revendication 7, cara térisé en ce qu'il comprend plusieurs modules (16) logés à plat entre les chevrons (17) d'un toit, sous lesquels est place un serpentin constitué par la canalisation (î) dans laquelle circule de l'eau la toiture étant complétée par la mise en place de tuiles (20) réalisées en un matériau transparent à la lumière. 9 - Capteur solaire suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs module (î6), superposés en applique à la façon d' auvents contre la façade (22) dtun immeuble. 10 - Capteur solaire suivant la revendication 2 , ca ractérisé en ce que la coque arrière (7) est transparente. 11 - Capteur solaire suivant l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que l'ailette métallique est constituée par assemblage de deux pièces identiques (23), en tôle emboutie, placées face à face et décalées de 1800, de part et d'autre de la canalisation (1), chacune d'elles comportant un panneau plat (24), une gouttière (25) et un rebord plat (26).