Brevet FR2557960A1 — publié le 19850712

La présente invention a pour objet un chauffe-eau solaire destiné au chauffage sans échangeur de chaleur et au stockage de l'eau dans un ensemble compact performant et économique. Le but recherche selon l'invention est de réaliser un chauffe-eau solaire à très bon rendement, à faible coût, compact, ne nécessitant aucune servitude annexe, insensible au gel, pouvant être installé avec de très bonnes performances indiféremment en régions froides ou tropicales. L'inventeur a déjà déposé une demande de brevet transais le 4 Février 1983 N083 01756 sur ce sujet dans lequel il décrit certaines améliorations par rapport à l'art antérieur. Elles sont complétées par le pressent texte. Le chauFfe-eau solaire objet de la présente invention se caractérise en ce qu'il comprend un volume de stockage de l'eau placé à l'intérieur d'une enceinte transparente, résistante et étanche, tout en ménageant un espace intermédiaire entre le dit volume de stockage et la dite enceinte transparente, le dit espace intermédiaire étant de faible épaisseur sensiblement constante et existante sur sensiblement tout le pourtour du stockage d'eau et un vide d'air relatif ayant été réalisé dans le dit espace au moment de la fabrication du chaufFe-eau objet de la présente invention. Egalement selon l'invention, la surFace extérieurede l'enceinte du stockage est revêtue d'une couche absorbant le rayonnement solaire, noir mat, ou mieux, d'un revêtement sélectif présentant un coefficient d'absorptioni élevé et un coefficient d'émission Efaible, le dit revêtement sélectiF pouvant etre placé sous forme de Film autocollant adhésif. Ainsi l'eau stockée dans le ballon central est-elle Fortement chauffée directement au contact de la paroi chaude du dit ballon lorsque celle-ci revoit le rayonnement solaire. Les coefficients de perFormance sont excellents puisque l'en- ceinte extérieure transparente et étanche assure I l'eFFet de serre, que l'espace intermédiaire vide d'air annule tout échange thermique par convection ou conduction, et que le revêtement sélectif du ballon du stockage augmente l'absorp- tion et diminue les pertes: par rayonnement. D'autres caractéristiques, objets et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre Faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un chauffe-eau solaire. La figure Z est une vue en coupe transversale d'un chauffe-eau solaire. En se reportant aux figures 1 et 2 illustrant un mode de réalisation préférentiel, le chauffe-eau solaire désigné (1) dans son ensemble comprend essentiellement une enceinte générale extérieure (2) transparente, étanche, résistante à 1 Kg/cm2 de pression atmosphérique et par exemple en verre de borosilicate, un ballon métallique (3) placé à l'intérieur de l'enceinte (2), le dit ballon (3) servant de réservoir de stockage à l'eau (5) et donc résistant aux corrosions de celle-ci et à la pression du réseau d'eau (6 à 7 bars envirion).Entre l'enceinte extérieure 23 et le ballon de stockage (3) existe un espace intermédiaire (4), général sur toute la périphérie du ballon, d'épaisseur sensiblement constante et par exemple de 1 à quelques centimètres, un vide d'air relatif poussé tel que 10 5 tors y ayant été réalisé lors de la fabrication. De fanon à maintenir constante l'épaisseur de cet espacement (4) vide d'air, des espaceurs (e) pouvant être métalliques et soudés au ballon (3), sont placés aux deux extrémités du dit ballon (3). Ils empêchent ainsi tout mouvement latéral entre le ballon t33 et l'enceinte (2) et donc l'espace (4) reste constant. L'ensemble du chauffe-eau (1) repose sur le sol, sur une toiture ou sur un support quelconque par l'intermédiaire de 2 pieds (7) épousant l'enceinte (2) sur sa partie inférieure et celle-ci pouvant etre cerclée sur sa partie supérieure. Ces pieds (7) sont avantageusement placés sensiblement dans le meme plan vertical que les espaceurs (6) de fanon à reprendre les charges du stockage ((3) sans effort particulier pour l'enceinte (2) tout en conservant au ballon (3) son rôle de poutre porteuse décrite dans le précédent brevet cité au début de ce texte. Le ballon de stockage (3) est revetu d'une surface (8) absorbante et/ou sélective du rayonnement solaire sur toute sa surface extérieure. Ce revetement peut être réalisé par peinture, immersion dans un bain électrolytique ou collage d'un revetement en feuille mince adhésive. Oeux raccordements hydrauliques existent, une entrée d'eau Froide (9) et une sortie d'eau chaude (10), débouchant dans le ballon de stockage (3) respectivement aux 2 points les plus extrèmes en diagonale de fanon à éviter les mélanges d'eau chaude et Froide et à soutirer l'eau la plus chaude en partie haute du ballon 33. Le chauffe-eau (1) peut indiféremment etre placé horizontalement dans l'axe nord-sud ou est-ouest, ou encore obliquement, sur une toiture par exemple, en veillant dans ce dernier cas que la sortie d'eau chaude débouche bien dans la partie la plus haute du ballon (3). A titre d'exemple, un chaufFe-eau conforme à l'inven- tion pourrait etre réalisé à partir d'une enceinte (2) en verre de borosilicate, de section circulaire de 200 mm de diamètre extérieur, de 5 mm d'épaisseur et de 3,10 m de longueur hors tout ; ce ballon de stockage (3) étant réalisé en acier inoxydable ou en acier noir revetu, également de section circulaire de 170 mm de diamètre extérieur, de 2,5 mm d'épaisseur et de 3,00 m de longueur. L'espacement intermédiaire (4) est sensiblement constant y compris aux extrémités et de 10 mm d'épaisseur. Le revetement (e) serait du type film autocollant sélectif.Le chauffe-eåu (1) aurait alors un volume de stockage de 66 Litres pour une surface absorbante du rayonnement solaire de 0,50 m2 projetée et une surface absorbante utile de 1,2 ma calculée sur la base des 3/4 de la surface totale du revetement (e) qui est de 1,6 m2. Egalement toujours selon l'invention, des capacités de stockage et donc des productions d'eau chaude journalière supérieures peuvent être obtenues en jumelant plusieurs unités(l) conformes à la description précédente. Et par exemple des chauFFe-eau de 132 litres ou de 198 litres de capacité peuvent etre réalisés en jumelant 2 ou 3 unités (î) sur un piètement commun et l'ensemble des connections hydrauliques ayant été réalisées à la fabrication. REVENOICATIONS 1) Chauffe-eau solaire (1) pour le chauffage et le stockage par passage direct de l'eau caractérisé en ce que un ballon de stockage (3) est placé à l'intérieur d'une enceinte (2) transparente, entièrement étanche, résistante à 1 Kg/cms de pression, en ménageant entre le ballon (3) et l'enceinte (2) un espacement général (4) d'épaisseur sensiblement constante dans lequel un vide d'air relatif a été réalisé et que au moins 2 raccordements hydrauliques (9) et (10) d'entrée et de sortie de l'eau relient le ballon de stockage (3) à l'extérieur du chauFfe-eau (1) en traversant de manière étanche l'enceinte (2). 2) Chauffe-eau solaire (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ballon de stockage (3) dispose d'au moins 2 séries d'espaceurs (e) entre lui-meme et l'enceinte (2), situés aux Z extrèmités du ballon (3). 3) Chauffe-eau scolaire (î) selon les revendications 1 et Z caractérisé en ce que le ballon de stockage (3) est revetu à l'extérieur d'un film sélectif adhésif autocollant. 4) ChauFfe-eau solaire (î) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les pieds supports (7) sont placés dans le meme plan vertical que les espaceurs (6). 5) Chauffe-eau solaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'enceinte (2) est de section circulaire et réalisée en verre de borosilicate.