Brevet FR2566885A1 — publié le 19860103

La présente invention concerne un nouveau type de captour solaire plan à liquide. Il existe de nombreux capteurs solaires plans. Tous sont essentiellement constitués par un coffre isolé à l'arrière et sur les c8tés par de l'isolant, par-dessus par une ou plusieurs couvertures, plus ou moins transparentes au rayonnement solaire, plus ou moins occultes au rayonnement infrarouge et, par un absorbeur destiné, par l'intermédiaire d'une couche absorbante à réchauffer le liquide y circulant. Les absorbeurs employés dans les capteurs solaires sont le plus souvent métalliques, quelquefois en matière plastique, permettant de supporter la pression du liquide y circulant. Dans la présente invention, l'absorbeur est constitué soit par un,complexe fait avec plusieurs feuilles coextrudées ou coca- landrées telles qu'on les trouve couramment dans le commerce pour différentes applications dsemballags sba ou ménagères, donc relative- ment bon marché ou par des feuilles métalliques qui peuvent entre de très faible épaisseur, par des feuilles de plastique thermostable, de tissus imperméables. La résistance de ces produits dont la face supérieure est revêtue d'une peinture sélective est plus faible que celle de m4- tal ou que celle des plastiques employés habituellement dans les capteurs solaires. Le défaut entratné par cet inconvénient a été évité en faisant travailler ce type d'absorbeur par ruissellement, donc sans pression. De très faible inertie, fortement absorbant, il élève suf- fisamment la température des caloporteurs pour permettre dans un chauffage central existant, la substitution d'une partie impor- tante par l'énergie solaire de celle des combustibles fossiles. Ceci avec un investissement et un temps de retour rai- sonnable. Quel que soit les produits employésZfeuilles métal;Liques, films thermostables complexes, tissus, le procéssus de labri cation, à la soudure au moletage, à la pitre près, est le même. Deux laizes de film et une gaze hydrophile sont déroulées sur une table ayant au moins la largeur et la longueur de lXab- sorbeur de telle manière que la gaze soit placée entre les deux faces thermosoudables des films, si celles-ci existent. L'ensemble représente un rectangle. Un des petits cotés sera le haut de 1'absorbeur, 11 autre le bas. Ce dernier est découpé en forme dtentonnoir évasé de façon à collecter le liquide caloporteur. A partir de 5 cm du haut de liabsorbeur et de 5mm d'un des grands c8tés, on procède ensuite tous les 5cm par soudure pitre ou moletage à la formation des gaines ayant la longueur de l'absorbeur moins les 5 cm laissés en haut pour y placer leconduit d'alimentation et son système de répartition et quelques centimètres en bas pour permettre le bon écoulement du liquide. Ces gaines sont, avec la gaze destinées à assurer une bonne répartition sur toute la surface de l'absorbeur du liquide caloporteur. Celui-ci est dirigé vers un ballon ouvert-qui permet aux capteurs, lorsqu'ils n'ont pas à fonctionner, de se vider. Donc pas de risque, ni de gelée, ni d'ébullition. On peut donc utiliser comme liquide caloporteur: l'eau. Celle-ci a l'avantage de ne pas conter cher et d'avoir une bonne chaleur spécifique. Le volume du ballon doit permettre: - sera) De remplir le tuyau et les collecteurs d'amenés jus qu'aux absorbeurs. - 2eme) De mouiller la gaze jusqu'à ruissellement de l'eau par les collecteurs de départ. - 3eme) De conserver toujours au fond, une réserve, de façon que la pompe ne tourne jamais à vide, afin d'éviter l'intro duction d'air dans le circuit de chauffage. Le principe de fonctionnement de ce type de capteur est le meme quelque soit la régulation et les accessoires retenus, seule la manière dont sont exécutées les différentes fonctions, varie. Le circuit de chauffage et le circuit solaire constituent un seul et même circuit quand l'ensoleillement permet d'élever la température de l'eau du vade de réception de l'eau solaire de 50 au-dessus de celle de l'accumulateur. Lorsque la température est en-dessous, le circuit solaire est isolé. Il l'est par fermeture des électrovannes et arrtt de la pompe centrifuge dans le schéma N 1, seulement par arrtt de la pompe double effet, dans le schéma N02. Dans le premier cas, une cellule programmée met en marche la pompe, dont la pression est réglée par un limiteur de pression 100 gr au-dessus de celle existant dans l'accumulateur et ouvre en même temps ltélectrovanne de descente de l'eau dans les capteurs. Le circuit ainsi établi est un circuit ouvert, pas de surpression par la pompe dont le débit sera limité à celui de refoulement-fixé à 12/IStitres par Heure par m2 par le des goutteurs sur les collecteurs d'amenés. La circulation établie par la photorésistance- quand l'ensoleillement atteint le seuil fixé, le reste pendant le temps nScessaire à la prise en compte de la température à la sortie du vase de réception de l'eau solaire et à l'entrée dans les capteurs, c'est-à-dire sensiblement celle de l'accumulateur. A l'issue de ce temps, la pompe continue à marcher Si l'eau s'échauffe dtau moins 5 dans les capteurs, dans le cas contraire elle starrete. Pour éviter des démarrages trop fréquents de la pompe avec ouverture et fermeture des E.V. tout arrt de la pompe est suivi d'un arrêt de 20' pendant lesquelles tout redémarrage est im possible. Lorsque la température de l'eau d'alimentation de l'ac- cumulateur prise au bas du vase de réception s'élèvera de 10 au-dessus de celle de sortie de l'accumulateur, la 2eme E.V. sera ouverte de façon à doubler le débit d'alimentation des capteurs. À tout moment, si la température du stockage devient supérieure a un seuil, la pompé doit starreter et les E.V. se fermer. Dans le deuxième cas, comme dans le premier, le démarrage de la pompe est fait au départ d'une cellule photoélectrique. plais cette pompe à double effet actionnée par un moteur à vitesse variable, assure sans autre intervention, le circuit d'eau solaire et sa régulation, par le jeu des clapets expliqué dans le schéma de fonctionnement. La pompe doit automatiquement s'arrter si la température du stockage devient supérieure à un seuil. REVENDICATIONS X - Capteur solaire plan dont l'absorbeur est constitué par 2 feuilles minces soit métalliques soit en films plastiques thermostables soit en complexe, soit en tissu imperméable, séparées entre elles par une nappe hydrophile assurant une mince et régulière répartition du caloporteur y circulant par ruissellement. 2- Capteur solaire dont l'absorbeur selon revendication 1 à la feuille constituant le dessus revêtu d'une peinture sélective, et les 2 feuilles séparées entre elles par une nappe hydrophile qui peut être de la gaze, soudées entre elles longitudinalement pour former des gaines plates pouvant avoir 5 cm de large; gaines destinées à compléter l'action de la gaze et assurer la meilleure répartition possible du caloporteur sur toute la surface de l'absorbeur. On obtient ainsi le maximum dteffica- cité donc de réchauffement. 3 - Capteur solaire selon revendication5 1 et 2 dans lequel l'absorbeur reçoit en haut des gaines dans un espace laissé à cet effet un ou 2 collecteurs d'amenés et de répartition régulière du caloporteur sur toute la largeur de l'absorbeur. À cet effet, le collecteur est constitué par un ou 2 tubes dont le diamètre est fonction du débit préalablement calculé selon ltinstallation. Ces tubes pouvant8tre en cuivre sont percés ou rainurés très finement et munis dtun système de répartition par exemple un tissu ou une gaze enroulée autour. 4- Capteur solaire selon revendications 1,2,3 dans lequel le fond de l'absorbeur est découpé en entonnoir évasé destiné à recevoir le caloporteur réchauffé et l'amener dans les collecteurs de départ. 5- Capteur solaire selon revendicationS1 à 4 dans lequel le caloporteur par les collecteurs de départ est amené dans un ballon ouvert afin de ne pas avoir de pression dans l'ab- sorbeur et seulement un minimum de liquide donc une inertie très faible donc un réchauffement rapide. 6- Capteur solaire selon revendications 1 à 5, dont l'absorbeur relié à un ballon ouvert se vide dès qu'il y a arrêt de la circulation et devient de ce gait automatiquement, selon les températures, antå-gel ou anti-ébullition. 7 - Capteur solaire selon revendications 1 à 6 dont la conception de l'absorbeur a amenée un système de régulation pouvant etre une pompe à double effet assurant par sa seule marche ou son seul arrêt toute la régulation du circuit solaire par le jeu de clapets.