Brevet FR2800448A1 — publié le 20010504

1. L'invention concerne les installations solaires, no- tamment servant au réglage de température de l'eau, par exemple au réglage de température de l'eau des piscines. L'installation solaire comprend des modules qui comportent au moins deux tubes collecteurs et au moins une partie pro- filée solaire. Au moins un raccord est prévu sur chacun des tubes collecteurs, d'une manière essentiellement perpendicu- o10 laire à l'axe du tube, et la partie profilée solaire est rendue solidaire du raccord par complémentarité de formes. Des installations de réglage de température de l'eau sont déjà connues dans l'état de la technique. Celles-ci sont agencées d'une manière telle que des parties profilées solaires, se présentant sous forme d'une multitude de petits tubes qui sont reliés l'un à l'autre de façon à former un panneau, sont montées sur des tubes collecteurs, les petits tubes étant en caoutchouc éthylène-propylène diène monomère (EPDM), tandis que les tubes collecteurs eux-mêmes sont en matière thermoplastique, par exemple en polypropylène. Ces formes de réalisation présentent des inconvénients considé- rables pour les utilisateurs: Contrairement à la matière utilisée pour la partie pro- filée solaire, le caoutchouc EPDM, la matière thermoplasti- que utilisée pour les tubes collecteurs n'est pas résistante au gel. Il en résulte que les tubes collecteurs peuvent être l'objet d'endommagements et rendre ainsi l'installation inu- tilisable si, à des températures inférieures au point de congélation, de l'eau est encore présente dans l'installation. Cela est avant toute chose souvent le cas dans des installations qui sont montées sur des terrasses de toit et pour lesquelles il est difficile d'extraire totale- ment l'eau. Les installations solaires de l'état de la technique sont montées de façon que, chaque fois, un tube collecteur d'un module est rendu solidaire du tube collecteur corres- pondant du module suivant. En raison de la nature de la matière des tubes collec- teurs, qui est une matière thermoplastique, la solidarisa- tion permanente, indémontable et étanche entre ces tubes 2 2800448 collecteurs ainsi montés ne peut avoir lieu qu'au moyen d'une colle spéciale, afin d'assurer respectivement la capa- cité de fonctionnement et l'étanchéité de l'installation. Il en résulte que, lorsque l'un des modules devient endommagé, il n'est pas possible de remplacer celui-ci d'une manière simple, mais que, pour la réparation, on doit mettre en oeu- vre des moyens très complexes, l'installation devant éven- tuellement être complètement démontée ou au moins être dété- riorée, par découpage ou sciage, à l'endroit endommagé. Par ailleurs, la mise en place de l'installation solaire doit déjà être exécutée très soigneusement, ce qui rend beaucoup plus difficile le montage personnel souvent effectué par l'utilisateur. En outre, un problème réside également dans le défaut de résistance chimique du caoutchouc EPDM, dont les petits tubes de la partie profilée solaire sont faits, vis-à-vis de l'eau de piscine contenant du chlore, étant donné qu'avec une utilisation de longue durée, il apparaît une décomposi- tion amorphe partielle de cette matière et donc une libéra- tion de particules noires huileuses dans l'eau de piscine à température réglée. De plus, le caoutchouc EPDM ne peut pas être rendu solidaire d'une manière permanente que par col- lage, de la matière thermoplastique utilisée pour les tubes collecteurs. Toutefois, ce type de solidarisation comporte là encore des risques pour l'étanchéité de l'installation. Une solidarisation plus fiable, par exemple par soudage, n'est pas possible en raison de la nature de la matière des petits tubes et des tubes collecteurs. C'est pourquoi l'invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'état de la technique et d'agencer notam- ment des installations solaires, servant au réglage de tem- pérature par exemple de l'eau, de manière qu'elles soient dans l'ensemble résistantes au gel et puissent être facile- ment mises en place ou réparées. La constatation qui est à la base de l'invention est le fait que le but de celle-ci peut être atteint en fournissant une installation solaire dans laquelle les tubes collecteurs et la partie profilée solaire sont faits de la même matière et cette matière possède à la fois une flexibilité élevée et une bonne aptitude à être mise en oeuvre. 3 2800448 Ainsi, l'invention a pour objet une installation so- laire qui comprend des modules qui comportent au moins deux tubes collecteurs, sur chacun desquels au moins un raccord est prévu d'une manière essentiellement perpendiculaire à l'axe du tube collecteur, et au moins une partie profilée solaire qui est rendue solidaire du raccord par complémenta- rité de formes, caractérisé en ce que le tube collecteur et la partie profilée solaire sont faits de la même matière et la matière est constituée d'un caoutchouc thermoplastique O10 synthétique. Dans cette installation solaire conforme à l'invention, les tubes collecteurs des différents modules sont rendus so- lidaires les uns des autres. En raison de la nature de la matière des tubes collecteurs, cette solidarisation peut être réalisée d'une manière démontable. C'est ainsi qu'un emboîtement ou un vissage est possible. De telles solidari- sations ne sont pas possibles avec les matières utilisées dans l'état de la technique, étant donné que celles-ci ne possèdent pas une aptitude à la mise en oeuvre qui soit suf- fisante à cet effet. En outre les tubes collecteurs, qui sont faits du caoutchouc thermoplastique synthétique, possè- dent une flexibilité qui empêche une détérioration des tubes par exemple sous l'effet du gel d'un fluide qui s'y trouve. Dans l'installation solaire conforme à l'invention, la partie profilée solaire est faite de la même matière. C'est pourquoi cette installation solaire conforme à l'invention offre également l'avantage qu'une solidarisation permanente entre les tubes collecteurs et les petits tubes de la partie profilée solaire peut avoir lieu par soudage. Ce type de so- lidarisation est seulement possible parce que les tubes col- lecteurs et la parties profilée solaire sont faits de la même matière pouvant être soudée. En outre, la partie profi- lée solaire faite de la matière utilisée conformément à l'invention offre l'avantage inattendu que le comportement de l'écoulement dans la partie profilée est rendu optimal. Avec la matière utilisée conformément à l'invention, la sur- face de la partie profilée solaire qui est en contact avec le fluide à réchauffer est très lisse. C'est pourquoi il se présente des conditions améliorées d'écoulement pour le fluide, par exemple pour l'eau. Des dépôts de calcaire, qui pourraient être formés surtout lors d'un réchauffement de l'eau et pourraient avoir une influence négative sur l'échange thermique entre la partie profilée solaire et l'eau, sont ainsi évités. Par ailleurs, l'installation so- laire conforme à l'invention possède une résistance chimique élevée de longue durée dans toutes ses parties, à savoir tube collecteur et partie profilée solaire. Une décomposi- tion amorphe de parties de l'installation et donc la libéra- tion de particules huileuses dans l'eau à température réglée sont évitées. La réalisation conforme à l'invention de l'installation solaire offre en même temps l'avantage que les modules dans leur ensemble, à savoir tube collecteur et parties profilées solaires montées sur celui-ci, sont résistants au gel. Cela permet le fonctionnement sans problèmes de l'installation solaire même lorsqu'on n'a pas l'assurance que l'installation puisse être totalement vidée, par exemple lors d'une mise en service sur des terrasses de toit. Suivant une autre forme de réalisation, la partie pro- filée solaire est constituée d'une multitude de tubes. Cette forme de la partie profilée solaire permet de fournir une surface maximale par l'intermédiaire de laquelle de l'énergie peut être captée. Etant donné qu'également dans le cas de cette forme de réalisation, les tubes collecteurs et les petits tubes constituant la partie profilée solaire sont faits de la même matière, une fixation des petits tubes sur les tubes collecteurs peut avoir lieu d'une manière simple. Conformément à l'invention, il est prévu au moins un raccord sur le tube collecteur. Dans le cas de la forme de réalisa- tion comportant de multiples petits tubes en tant que partie profilée solaire, le tube collecteur correspondant comporte de préférence le même nombre de raccords que de petits tu- bes. Grâce à la matière choisie et au fait qu'aussi bien les tubes collecteurs que les petits tubes sont faits de la même matière, la solidarisation entre ces petits tubes et ces tu- bes collecteurs peut alors être réalisée d'une manière étan- che entre ceux-ci. Dans une forme préférée de réalisation, c'est un compo- sé de caoutchouc EPDM et de matière thermoplastique qui est choisi comme matière. Ce composé réunit, d'une manière sou- 2800448 haitable, les propriétés du caoutchouc, à savoir notamment la flexibilité, et les propriétés de la matière plastique, à savoir notamment l'aptitude à la mise en oeuvre, et il peut ainsi être utilisé d'une manière idéale dans l'installation solaire conforme à l'invention. Suivant une autre forme de réalisation, les extrémités des tubes collecteurs de différents modules sont emboîtées l'une dans l'autre en vue de la solidarisation des modules par complémentarité de formes. Cette forme de réalisation constitue la variante la plus simple de la solidarisation des modules de l'installation solaire. Une telle réalisation simple est notamment avantageuse pour un montage personnel des installations solaires. Suivant une autre forme de réalisation, des éléments de solidarisation sont prévus aux extrémités des tubes collec- teurs. Ces éléments de solidarisation permettent d'augmenter l'étanchéité et la résistance dans le temps de l'installation solaire dans son ensemble. Conformément à l'invention, les éléments de solidarisation peuvent être montés dans le tube collecteur, à savoir sur la face inté- rieure du tube, par exemple sous forme d'un filetage inté- rieur, ou extérieurement sur le tube collecteur. Conformé- ment à l'invention, les éléments de solidarisation montés extérieurement peuvent être constitués de colliers de ser- rage pour tube. Suivant une autre forme de réalisation, des pièces mé- talliques rapportées peuvent être prévues, en vue d'un ren- forcement, dans la zone d'extrémité axiale des tubes collec- teurs. Ces pièces rapportées peuvent, sous forme d'anneaux, être enfilées dans l'extrémité du tube collecteur ou être soudées dans celle-ci. Cela permet de fournir une possibili- té supplémentaire d'amélioration de la solidarisation entre les tubes collecteurs des différents modules. Les pièces mé- talliques rapportées peuvent servir aussi à renforcer le tube collecteur. Cela est particulièrement avantageux lors- que la solidarisation est fixée de l'extérieur au moyen de colliers de serrage. La pièce métallique rapportée est pla- cée dans la position dans laquelle le collier de serrage doit exercer son action de l'extérieur. La pièce métallique rapportée s'oppose ainsi à la force exercée par le collier 6 2800448 de serrage et empêche un enfléchissement par compression du tube. Toutefois, la pièce métallique rapportée peut égale- ment être agencée de façon qu'il soit prévu dans celle-ci un filetage intérieur qui permet un vissage du tube collecteur suivant. Grâce à la nature de la matière du tube collecteur, la pièce métallique rapportée peut être montée dans le tube collecteur par emboîtement à chaud, vissage ou autre techni- que connue de solidarisation. Une forme de réalisation de l'installation solaire conforme à l'invention est décrite ci-après en détail en re- gard des dessins. Sur ceux-ci, on voit: à la figure 1, une vue éclatée de l'un des modules constitué de tubes collecteurs et d'une partie profilée so- laire et, à la figure 2, une vue en coupe de deux modules rendus solidaires l'un de l'autre. Les tubes collecteurs 1, faits d'un caoutchouc thermo- plastique synthétique, comportent, sur presque toute leur longueur et en une position donnée de leur contour périphé- rique, des raccords 2 disposés sur une rangée. Des petits tubes de captage 6, faits d'un caoutchouc thermoplastique synthétique, sont emboîtés par complémentarité de formes chacun respectivement sur l'un, correspondant, de ces rac- cords. Les petits tubes de captage 6 sont rendus solidaires les uns des autres, de préférence les uns des autres suivant leur longueur. La solidarisation est réalisée de préférence lors de la fabrication des petits tubes de captage 6, ce qui signifie qu'on produit, par exemple par extrusion, une par- tie profilée solaire 3 dans laquelle les petits tubes sont rendus solidaires les uns des autres par l'intermédiaire de voiles de faible largeur. Les espacements des raccords 2 sont déterminés par les espacements, préfixés par la partie profilée solaire, des petits tubes de captage 6. La solida- risation entre les tubes collecteurs et les petits tubes de captage 6 est obtenue par soudage. De cette manière, les raccords 2 d'un tube collecteur 1 sont tous pourvus de pe- tits tubes de captage 6. Les unités formées chacune de deux tubes collecteurs 1 et des petits tubes de captage 6 les re- liant constituent les modules à partir desquels l'installation solaire est assemblée. Les extrémités 4 et 5 7 2800448 des tubes collecteurs servent à rendre solidaires les diffé- rents modules. La figure 2 représente une forme de réalisation de la solidarisation entre les modules. Dans cette forme de réali- sation, les tubes collecteurs 1 sont conçus de façon que leur diamètre soit plus grand à une extrémité 4. Le diamètre est constant sur le reste de la longueur. Par ailleurs, dans la forme de réalisation représentée, l'extrémité 5 du tube collecteur est renforcée au moyen d'une pièce métallique an- nulaire rapportée 7. La solidarisation des différents modu- les entre eux est réalisée par l'emboîtement l'une dans l'autre, par complémentarité de formes, des extrémités de tube collecteur 4 et 5 provenant de modules différents, leur solidarisation étant en outre fixée, dans la forme de réali- sation représentée, au moyen de colliers de serrage pour tube 8. La partie profilée solaire utilisée conformément à l'invention peut présenter différentes formes. La forme de réalisation représentée à la figure 1, présentant une struc- ture d'un seul tenant des petits tubes de captage, est pré- férée. Toutefois, d'autres corps creux peuvent également servir d'éléments de captage. La section transversale des corps creux peut être ovale, carrée ou rectangulaire. La forme des raccords se détermine en fonction de la partie profilée solaire choisie. Si elle est constituée d'un corps plat, présentant éventuellement une surface cintrée, le raccord est par exemple formé d'une fente correspondante, ménagée dans le tube collecteur, qui s'étend essentiellement sur toute la longueur du tube collecteur et dans laquelle la partie profilée solaire est emboîtée, puis est soudée ou collée. D'autres formes de raccord sont des tronçons tubu- laires à section circulaire, ovale ou rectangulaire. De préférence, l'installation solaire est dimensionnée d'une manière telle que la longueur des modules, qui se dé- finit par la longueur de leurs tubes collecteurs, corres- ponde à la longueur de tuiles européennes. Cela permet de monter d'une manière idéale l'installation solaire conforme à l'invention sur des toits inclinés. L'installation conforme à l'invention est de préférence utilisée pour le réchauffement de l'eau par l'énergie so- 8 2800448 laire, mais elle peut également être utilisée pour le re- froidissement de l'eau, par exemple au moyen d'un fonction- nement de nuit. 9 2800448 REVENDICATIONS 1. Installation solaire qui comprend des modules qui comportent au moins deux tubes collecteurs (1), sur chacun desquels au moins un raccord (2) est prévu d'une manière es- sentiellement perpendiculaire à l'axe du tube collecteur (1), et au moins une partie profilée solaire (3) qui est rendue solidaire du raccord (2) par complémentarité de for- mes, caractérisé en ce que le tube collecteur (1) et la par- tie profilée solaire (3) sont faits de la même matière et la matière est constituée d'un caoutchouc thermoplastique syn- thétique. 2. Installation solaire suivant la revendication 1, ca- ractérisée en ce que la partie profilée solaire (3) est constituée d'une multitude de tubes (6). 3. Installation solaire suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la matière est composée de caoutchouc éthylène-propylène diène monomère et de matière thermoplastique. 4. Installation solaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les extrémités (4, 5) des tubes collecteurs de différents modules sont em- boîtées les unes dans les autres afin de réaliser la solida- risation des modules par complémentarité de formes. 5. Installation solaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que des éléments de solidarisation sont prévus aux extrémités (4, 5) des tubes collecteurs. 6. Installation solaire suivant la revendication 5, ca- ractérisée en ce que les éléments de solidarisation des tu- bes collecteurs sont constitués de colliers de serrage (8). 7. Installation solaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que des pièces mé- talliques rapportées (7) sont prévues dans la zone d'extrémité axiale des tubes collecteurs (1).