Brevet FR2577024A1 — publié le 19860808

La présente invention concerne un panneau collecteur thermique permettant l'exploitation optimale de la chaleur solaire à des fins industrielles ou domestiques, notamment le chauffage d'appart- ements ou de maisons d'habitation. Les panneaux existant actuellement sont constitués d'un vitrage formé par une ou plusieurs lames de verre, d'un caisson et d'un absorbeur en métal conducteur intégrant un réseau de canalisations dans lequel circule un liquide caloporteur. Ce liquide récupère par conduetion la chaleur emmagasinée dans l'absorbeur. L'inconvénient majeur de tels panneaux réside dans le fait qu'une partie non négligeable de la chaleur reste inutilisée. En effet, les interstices entre les passages d'eau atteignent rapi dement une température plus élevée que l'air ambiante La chaleur non retenue s'y dégage et s 'évacue soit à travers le vitrage, soit à travers le caisson. Ce phénomène se produit quelle que solt la qualité de l'isolation thermique du panneaux le panneau, objet de l'invention, permet d'éviter cet inconvénient, en provoquant la circulation par ventilation de l'air ambiant ou d'un gaz quelconque, en circuit fermé, à l'intérieur du panneau. Selon une variante, l'air ventile l'une des faces d'un absorbeur. Selon une seconde variante, l'air traverse un absorbeur. Selon une troisieme variante plus élaborée, un ou plusieurs échan geurs air-eau sont intégrés dans un absorbeur et l'air ventile les deux faces de l'absorbeur et traverse les échangeurs. Cette dernière variante, particulibrement avantageuse va être décrite de façon détaillée. Les caractéristiques et détails sont visualisés gracie aux dessins annexés. La figure 1 représente le caisson du panneau ainsi que le fond. La figure 2 montre l'aborbeur, dans lequel sont logés les changeurs et le ventilateur. Le détail de la fixation dlun échange-ur fait l'objet de la figure 3 La figure 4 fait apparattre le détail du montage des chicanes. La figure 5 schématise le flux de circulation de l'air autour de l'absorbeur. La figure 6 représente la circulation de l'eau (liquide caloporteur). Le caisson (1) en tôle est assemblé par rivets (6) à l'aide de cornières longitudinales et latérales (2) et comporte 12 supports intérieurs (3) et une nervure médiane (4). Les supports et la nervure sont fixés à 4 cm du bord supérieur du caisson, par système vis-écrou. Des entretoises isolantes (7) évitent les ponts thermiques. Un perçage de 2 trous (5) dans le caisson et la nervure sont prévus pour le passage de la tuyauterie d'eau. Un orifice supplémentaire (8) permet le passage des fils électrlques connectés au ventilateur et aux sondes thermostatiques. La hauteur totale du caisson est fonction des types d'échangeurs choisis.Cependant, la hauteur à prévoir entre le fond du caisson et le bord inférieur des dchangeurs, en vue d'assurer une circulation convenable de l'air sera également de 4 cm environ. Le fond (9) est constitué d'une ttle elle-même fixée sur les cornières du caisson et sur la nervure médiane par vis à tôle (10). L'absorbeur (11) représenté en figure 2 est constitué par une plaque de euivre de deux mètres de longueur et un mètre de largeur. Son épaisseur est de 3 mm. La surface est recouverte de peinture noire mate. Sur une largeur de 4 cm, les bords (12) de la plaque sont relevés à 45 . le ventilateur (13) et les échangeurs, du type radiateur d'automobile (14), sont loués dans des découpes dont les dimensions sont fonction des cotes des appareils choisis. Ira sur face exposée de l'absorbeur est parcourue de chicanes en tble (15) fixées sur l'absorbeur par vis à tôle (19). Le détail de montage des chicanes est montré en figure 4. Ces chicanes forment deux couloirs distincts tels que représenté en fig. 2, d'une largeur de 25 cm. L'un d'eux longe trois côtés de l'absorbeur, depuis le ventilateur (13) pour aboutir au premier changeur.L'autre comporte une ourle centrale de forme indifférente et d'une surface d'environ 100 cm2, ménagée dans l'absorbeur > (16) et aboutit au second échangeur. Les chicanes (15) sont surmontées d'une membrane en caoutchouc (17), elle-mEme en contact avec le vitrage (18). Une sonde thermostatique située près de l'ouTe centrale et non représentée sur les dessins est maintenue en contact avec l'ab- sorbeur et reliée au thermostat extérieur commandant la mise en marche du ventilateur. les échangeurs, solidaires de l'absorbeur, reposent chaeun sur deux cornières transversales (20), supportées elles-mêmes par tiges filetées et écrous (22). Le ventilateur (13) - d'un type usuel- est monté sur l'absorbeur par vis à tole au moyen de 3 pattes en début du premier couloir formé par les chicanes. L'ensemble absorbeur-échangeurs-ventilateur est fixé sur les supports (3) et la nervure médiane (4) par vis, rondelles, écrous et contre-écrous, sans serrage, afin de laisser un jeu fonctionnel suffisant pour prévenir les déformations consécutives aux dilatations et contractions. le caisson est surmonte d'un double-vitrage standard (18) de 15 mm, encadré par une parclose (23) fixée sur la cornière (2). L'étanchéité entre la parclose et la-corniere (2) est assurée par un joint de silicone (24). D'une façon générale, l'étanchéité entre tous les composants du panneau est assurée par des joints de silieone. Outre le double vitrage, lwisolation du caisson est soignée les bords relevés de l'absorbeur sont isolés du caisson par injec- tion de mousse de polyurétane. L'intérieur du caisson est également tapissé d'une épaisseur de 4 cm de polyurétane recouvert d'une feuille d'aluminium. lorsque le ventilateur (13) fonctionne, l'air est pulse le long du premier couloir ainsi qu'il est montré en figure 5. l'air traverse ensuite l'échangeur situé à l'opposé du ventilateur, puis retourne vers la face exposée du panneau par l'ourle centrale (16) et emprunte ainsi le couloir central, avant de traverser le second échangeur. l'air est à nouveau aspiré par le ventilateur pour s 'engager une fois de plus dans le premier couloir. Le circuit C liquide caloporteur est représenté en figure 6 L'acheminement se fait par un tube de 16 mm (25) vers l'échangeur situé à l'opposé du ventilateur. Les deux échangeurs sont reliés en série par un tube de même diamètre que le précédent (26). Ces tuyaux traversent la nervure médiane et le caisson aux trous désignés en (5). Une sonde thermostatique immergée est montée à la sortie du second échangeur (27). Le thermostat extérieur auquel elle est reliée commande le fonctionnement de la pompe de circulation (28). le cycle de fonctionnement du panneau est le suivant lorsque la température de l'air ambiant atteint la température Ti, la première sonde thermostatique en contact avec l'absorbeur située près de l'outre (16) provoque la rotation du ventilateur. le liquide caloporteur subit alors une élévation de la température et atteint la température ?2. La deuxième sonde thermostatique (27) plongée dans le liquide provoque alors le fonctionnement de la pompe de circulation. Le ventilateur et la pompe cessent de fonctionner lorsque les températures chutent en-decà de TI et ?2 respectivement. Le cycle se renouvelle lorsque les temvératures respectives T1 et ?2 sont à nouveau atteintes. REVENDICATIONS 1. Procédé d'échange calorique entre l'air ou un gaz quelconque et un liquide caloporteur appliqué aux panneaux solaires collec teurs thermiques étanches, caractérisé en ce que l'air ou le gaz ambiant y est pulsé en circuit fermé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air ou le gaz pulsé est véhiculé sur l'une des faces d'un absorbeur (11). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ee que l'air ou le gaz pulsé est véhiculé à travers un absorbeur. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air ou le gaz pulsé est véhiculé à travers nn ou plusieurs échan geurs air-eau à haut rendement (14). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air ou le gaz pulsé est véhiculé à la fois le long de l'une ou de l'autre des faces d'un absorbeur (11), ou le long des deux faces et à travers un ou plusieurs échangeurs air-eau à haut rende ment (14). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes caractérisé en ce que le ou les échangeurs (14) sont inté grés dans un absorbeur (11). 7. Dispositif selon les revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce que l'échangeur à haut rendement est constitué par nn ra diateur du type utilleé pour le refroidissement des moteurs à explosion,