Brevet FR2557678A1 — publié le 19850705

La présente invention concerne un procédé de chauffage de bâtiments o lénergie solaire est utilisée comme source principale d'énergie. Plus particulièrement, le procédé conforme à l'invention est conçu pour être appliqué à des bâtiments industriels, o les conditions préalables pour une exploita- tion efficace dudit procédé sont plus aisément réalisées. Il est connu que le coût croissant des combus- tibles se traduit par une augmentation des frais de chauffage de salles et d'habitations. Ces dépenses sont en fait suffisamment élevées pour affecter considérablement les frais d'exploitation et pour justifier, à chaque fois que cela est possible, l'achat de moyens même coûteux permettant de réduire les consommations. Malheureusement, il est très difficile de réduire les consommations, notamment dans les bâtiments à usage industriel. En fait, une quantité considérable d'énergie est dissipée par transmission au travers du toit. En outre, les infiltrations d'air froid dans les salles sont inévitables et cela se traduit par une augmentation supplémentaire de l'énergie utîlisée pour le chauffage. Dans les ateliers ou les magasins, les plus fortes dissipations d'énergie thermique se produisent géné- ralement au travers du toit, la quantité de chaleur perdue étant définie par la formule: W = K x S x At, o: K = coefficient global de dispersion S = surface de dispersion I t = différence entre les températures intérieure et extérieure W = chaleur perdue. Evidemment, pour réduire ces pertes, il est nécessaire soit de réduire considérablement le coefficient de dispersion par transmission (K), soit de réduire la différence entre les deux températures. De bons résultats ont été récemment obtenus par un procédé décrit dans la demande de brevet italien n' 22073 A/82 déposée par le même inventeur, ce procédé consistant à admettre une certaine quantité d'air extérieur immédiatement en dessous, et tangentiellement à une toiture d'atelier, de façon à former une barrière empêchant l'air chaud provenant de la partie inférieure du bâtiment de toucher la toiture proprement dite. On produit ainsi un écoulement d'air vers le bas, qui absorbe de la chaleur contenue dans les zones intérieures supérieures, o la température est plus élevée. De cette manière, la chaleur qui aurait couramment tendance à monter, est refoulée vers le bas, l'air chaud est empêché de toucher la toiture et de céder de la chaleur par transmission, et une légère surpression est maintenue dans tout le volume, du fait qu'il ne se produit plus d'infiltrations d'air froid dans la partie inférieure de l'atelier, qui est précisément la zone à chauffer. Des études et expériences faites par la suite ont permis la mise au point du procédé conforme à la présente invention, qui a pour objectif d'exploiter l'énergie solaire pour conditionner des bâtiments et des habitations, en vue de réaliser une plus grande économie sur les frais. Le procédé, qui utilise des agencements sembla- bles à ceux établis pour isoler thermiquement les bâtiments par le procédé défini ci-dessus, consiste à installer un double plafond poreux dans la partie supérieure d'un bâtiment et à utiliser ce double plafond comme élément de retenue. Cet élément est en contact avec les volumes placés en dessous, auxquels il peut transmettre directement une partie de la chaleur absorbée. En outre on crée entre le toit et le double plafond une zone dans laquelle la température de l'air augmente ( sous l'action de ce qu'en appelle l"effet de serre") et cet air peut être introduit dans le volume à chauffer au travers des pores du double plafond. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en perspective d'un hangar, montrant les agencements pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; la Fig. 2 est une coupe du hangar de la fig. 1; la Fig. 3 est une coupe du hangar faite perpendiculairement à celle de la fig. 2. Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, un toit 2 en matière transparente est destiné à recouvrir un atelier désigné dans son ensemble par 1. Il est également prévu des moyens pour ombrager correctement le bâtiment pendant l'été. Immédiatement en dessous du fartage, il est prévu un ensemble de tubes 3, reliés à des dispositifs de type connu pour introduire de l'air de façon forcée dans le hangar. Le long des murs du hangar, il est prévu plusieurs séries de trous, positionnés de façon à distribuer l'air d'une manière appropriée dans la zone située en dessous du toit. La partie supérieure du hangar est séparée de la partie inférieure au moyen d'un double plafond 4 constitué d'une matière poreuse et transparente. Pour chauffer le bâtiment conforme à l'invention, il est nécessaire d'admettre une certaine quantité d'air dans la chambre 5, définie par le double plafond 4 et le toit 2. La lumière solaire passe au travers du toit transparent 2 en irradiant le double plafond 4, qui agit comme un élément de retenue. Une partie de cette chaleur traverse le double plafond et parvient directement dans les volumes situés en dessous; une autre partie de la chaleur est réfléchie et est répartie à l'intérieur de la zone délimitée par le double plafond, en chauffant par conséquent l'air contenu dans celle-ci avant que cet air soit introduit dans les volumes situés en dessous. La chaleur restante est absorbée par l'élément poreux, qui continue à fournir cette chaleur à l'air déjà chauffé qui le traverse. Le rendement thermique de l'ensemble du système est élevé, pour les raisons suivantes: 1) l'élément de retenue utilisé est très large et, du fait de la faible température de sa surface de retenue, il est très efficace; 2) on obtient une excellente distribution de la chaleur retenue, du fait que l'élément de retenue constitue également le moyen qui assure la diffusion de chaleur dans toute la zone correspondante. L'air se trouvant dans les tubes produit, en dessous du toit 2, un courant qui empêche l'air échauffé se trouvant dans la chambre 5 d'entrer en contact avec le toit proprement dit, et de dissiper ainsi de la chaleur vers le haut. Au contraire, cet air chaud, sous l'effet de la surpression engendrée dans la chambre 5 par l'admission d'air extérieur, passe au travers des pores du double plafond 4 et chauffe l'espace sous-jacent. On obtient ainsi les avantages suivants: a) l'énergie solaire est utilisée pour chauffer l'intérieur du bâtiment; b) les difficultés résultant de l'accumulation de la chaleur retenue sont éliminées; c) les périodes de fonctionnement du système sont réduites d) les frais d'entretien sont considérablement diminués par rapport aux systèmes traditionnels; e) on obtient une meilleure répartition de la lumière naturelle. La luminosité est également bien supérieure, puisque l'élément de retenue, à la différence de ceux couramment utilisés - qui sont opaques -, permet le passage de la lumière. La description faite ci-dessus montre clairement que le procédé conforme à l'invention consiste essentielle- ment à disposer un double plafond poreux et translucide dans la partie supérieure d'un bâtiment dont le toit laisse passer la lumière, de façon que la chaleur produite par l'énergie solaire soit emmagasinée dans cette zone et soit refoulée vers les volumes situés en dessois et qui sont à chauffer. Comme indiqué précédemment, les avantages de ce procédé sont nombreux: il permet d'économiser l'énergie pour le chauffage hivernal; il permet un meilleur éclaire- ment des volumes, du fait que le toit peut Etre entièrement constitué d'une matière transparente, tandis que le double plafond translucide assure une distribution uniforme de la lumière. Le co t des agencements est limité et, dans le cas o les tubes d'admission servant à assurer l'isolation conformément au procédé décrit sont déjà existants, il suffit de réaliser le toit transparent. La prévision d'un double plafond en matière poreuse permet d'aérer plus efficacement les volumes, en évitant la formation de condensats et en rendant cette solution particulièrement appropriée pour des serres chaudes, des piscines ou analogues. sien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de chauffage de bâtiments par exploi- tation de l'énergie solaire, caractérisé en ce que: a) on retient l'énergie solaire traversant le toit translu- cide (2) d'un bâtiment (1); b) on utilise cette énergie pour chauffer l'air dans une zone (5) située en dessous du toit et qui est définie inférieurement par une paroi poreuse (4), éventuellement translucide; c) on maintient cette zone à une pression supérieure à la zone sous-jacente de manière à propulser vers le volume à chauffer la chaleur accumulée dans ladite zone formée entre le toit (2) et la paroi poreuse (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on exploite l'énergie solaire transmise au travers d'un toit de bâtiment pour: a) chauffer l'ai: (" effet de serre"); b) augmenter la température d'une couche poreuse qui assure à son tour un échauffement supplémentaire de l'air lorsque celui-ci la traverse; c) chauffer directement par irradiation un volume, recevant la lumière qui passe au travers du toit et de la couche poreuse. 3. Procédé de chauffage de bâtiments par exploita- tion de l'énergie solaire, caractérisé par les étapes suivantes consistant à: a) retenir l'énergie solaire transmise au travers du toit transparent (2) par un double plafond (4) formé d'une matière poreuse et éventuellement translucide, placée en dessoi;du toit (2), en contact direct avec les volumes à chauffer, qui reçoivent de la chaleur provenant de celle-ci; b) exploiter lueffet de serre " pour chauffer l'air retenu entre ledit double plafond (4) et ledit toit transparent (2) z) admettre de l'air dans ladite zone forn=e entre le double plafond (4) et le toit (2) en vue de maintenir ladite zone en surpression par rapport à la zone sous-jacente et refouler, au travers des pores du double plafond (4), l'air chauffé par l'effet de serre. 4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu un double plafond (4) constitué d'une matière poreuse translucide pour séparer la zone située en dessous du toit transparent (2) de la zone à conditionner, ainsi que des moyens pour admettre de l'air dans ladite zone forne entre le double plafond (4) et le toit (2). 5. Installation selon la revendication 4, carac- térisée en ce que les moyens d'admission d'air se composent de tubes (3) appropriés pour introduire l'air tangentielle- ment par rapport au toit (2) proprement dit.