Brevet FR2865269A1 — publié le 20050722

La présente invention a pour objet un capteur solaire thermique à air. De conception simple, il ne possède qu'un étage de circulation d'air, ceci rendant sa construction plus aisée. Les caractéristiques de son système d'échangeur le rendent performant tant à 5 absorber le rayonnement solaire qu' à restituer les calories captées. C'est pourquoi la présente demande a pour objet un capteur solaire à air constitué d'un caisson, de forme parallélépipédique comportant sur la face supérieure,qui est la face orientée vers le soleil un matériau transparent qui peut être en verre,ou en matériau synthétique de type polycarbonate simple, ou alvéolaire. Sous le matériau transparent se trouvent des chicanes réceptrices en aluminium, ou tôle, fixées sur une plaque en matériau de type aluminium, ou tôle qui elle même repose sur un matériau de type isolant et rigide faisant partie de la structure du capteur. Dans des conditions préférentielles de mise en oeuvre de l'invention, ces chicanes fixées sur la plaque inférieure par rapport à la plaque transparente qui représente la plaque supérieure, présentent la particularité d'être en forme de V, et d'être noires. Elles sont fixée sur la plaque inférieure dans le sens de la longueur du capteur qui est aussi le sens du flux d'air. Elles sont de préférence noires pour capter la lumière. La surface de ces chicanes posées, recouvrant la plaque inférieure peut être de 50 % de la surface du capteur de 80% voir de 100% . . Le seul endroit,ou espace ou il ne peut y avoir ces chicanes est si les, ou le trou débouchant,qui représente rentrée ou la sortie,- ou les entrées et les sorties d'air- son situés sur la face inférieure. Des ouvertures permettant une circulation d'air pouvant être fais sur les montants latéraux entre la plaque inférieure en aluminium, ou tôle, ou sont fixé les chicanes et la plaque supérieure,qui est la plaque transparente par laquelle les rayons de soleil passent. Dans le cas de la présente invention, le nombre, la forme et la façon de fixer ces chicanes revêtent un caractère et un critère important, sur les rendements de ce capteur. En effet les chicanes en forme de V étant fixées sur la plaque inférieure par la partie la plus saillante, donc à angle vif,offrent, peu de pont thermique. Dans des conditions préférentielles de l'invention, entre l'angle saillant de la chicane et 30 la plaque inférieure est inséré un joint. Si l'attache de la chicane à la plaque inférieure, se fait avec des vis, le ou les joints seront circulaires. La conséquence directe est que la chicane ne touche plus du tout la plaque inférieure. Dans d'autre conditions préférentielles de l'invention s'agissant d'un capteur à un seul niveau de passage de l'air, si on opte pour la solution avec entrée, et sortie de l'air par deux trous débouchant, pratiqués à la plaque inférieure, le meilleur emplacement à pratiquer ces trous serait qu'ils soient les plus éloignés l'un de l'autre pour que le maximum de calories soient absorbées. Si cette condition n'est pas requise des déperditions calorifiques plus importantes peuvent se faire par le matériau transparent, voire par la structure. Déperditions d'autant plus grandes que le capteur est grand,sa surface pouvant être de 2, 3, 4 mètres carrés. Cette conséquence limite ces possibilités de pose, notamment si le support est une toiture. II est donc important que les orifices du capteur,qui peuvent être des tuyaux débouchant, correspondent avec les parties ou il doivent se raccorder, dans le cas ou le capteur soit installé sur une toiture, ou contre la parois d'un édifice. C'est pourquoi la présente invention, a également pour objet un capteur solaire à air, plus précisément la présente invention a pour objet un système de pertes de charge sur l'air, entre la plaque inférieure et la plaque supérieure, transparente, permettant lorsque 1' entrée et la sortie de l'air par des orifices, des tubulures, ou cheminées se trouvant sur la face inférieure, et lorsque les dites cheminées doivent être proches parce que le support offre peu de possibilités, plus précisément lorsque l'entraxe pour le raccordement du capteur n'est par exemple que de 50cm,1 mètre, 2mètres, 3 mètres etc que les cheminées, ou les tubulures sont cote à cote, de pouvoir récupérer le maximum de calories capter. Dans des conditions préférentielles de mise en oeuvre, la perte de charge est obtenue par la canalisation de l'air. Cette canalisation se traduit par une cloison,ou plusieurs cloisons, dans le capteur solaire. Ces cloisons, dans des conditions préférentielles de l'invention, sont des barres profilé en aluminium par exemple en forme de L, ou de T fixées sur la plaque inférieure Les hauteurs de ces cloisons situées dans le capteur entre la plaque inférieure et la plaque supérieure transparente, peuvent être de 50% jusqu'à 130% . La hauteur 100% a pour conséquence que les extrémités de la barre profilée dans le sens de la hauteur touche la plaque inférieure par la base de la barre, qui est aussi le point de fixation avec la plaque inférieure- fixation pouvant se faire par vis-et l'autre extrémité qui vient toucher la plaque transparente. La valeur 130 !o a pour conséquence que la hauteur de la barre profilée, dépasse l'horizontalité qui serait fait par une plaque rigide posée sur le capteur, le verre trempé par exemple. Dans d'autres conditions de mise en oeuvre de l'invention, si la plaque transparente est en matériau synthétique, par exemple en polycarhonnate alvéolaire,et que par définition un capteur solaire peut avoir une surface conséquente, surface pouvant aller jusqu'à 4 mètres carrés pour un module, il faut des renforts pour qu'elle garde son horizontalité , surtout si la plaque synthétique transparente est fine,ceci aussi bien pour une plaque d'une seule épaisseur, qu'une plaque alvéolaire.I1 y a affaissement. C'est pourquoi la présente invention a pour objet de mettre des barres, par exemple en profilé, pour donner une flèche à la plaque transparente synthétique vers l'extérieur. Outre d'avoir un système de perte de charge ce procédé permet de tendre la plaque synthétique vers l'extérieur,ceci évitant que pendant sa manipulation elle ne fasse des oscillations vers l'extérieur. Ce procédé permet aussi de mieux maintenir la plaque lorsque celle-ci se dilate et se rétracte par des chauds et froid successifs. Dans d'autres conditions de mise en oeuvre cette flèche vers l'extérieur pourra être obtenue par des plots de forme circulaire, carré , rectangulaire. Dans d'autres conditions préférentielles ce principe de pertes de charge situé entre une entrée et une sortie du capteur donne, beaucoup de possibilités quant à situer ces orifices.Le choix du positionnement des ces orifices détermine le positionnement des cloison, et leur longueur.Un cheminement judicieux de l'air a pour conséquence de récupérer le maximum de calories, et de limité la déperditions calorifique. Un joint situé entre la base de la cloison en aluminium,ou tôle,et la plaque inférieure évite les ponts thermiques. La présente invention a pour objet un capteur solaire à air muni de chicanes réceptrices isolées de leur support, permettant d'améliorer le rendement. La présente invention a aussi pour objet un système de pertes de charge sur l'air permettant de le canaliser,système permettant de pouvoir positionner les orifices entrées sorties par lesquels l'air circule indifféremment, et dans d'autres conditions préférentielles, de pouvoir outre canaliser l'air, de pouvoir maintenir dans une position horizontale la plaque supérieure transparente, si celle-ci est en matériau synthétique par exemple en PMMA, ou polycarbonate, ou de lui donner une flèche vers l'extérieur,si les cloisons dépassent le 100% . Le 100% étant l'horizontalité de la plaque synthétique.. . L'invention sera mieux comprise si on se réfère aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente une vue en perspective, et de dessus du capteur selon l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe du capteur. On observe sur les figures 1,et 2 1 la plaque supérieure transparente supportée par les barres profilées en forme de L 4. En pointillés une représentation des barres profilés plus grande, et la résultante 25 sur la plaque transparente synthétique se traduisant par un arc de cercle. La plaque inférieure 2 dans laquelle on peut voir les deux orifices 6 par lesquels l'air va circuler. La plaque isolante rigide 3,qui peut être une mousse polyuréthane, supporte la plaque inférieure 2. 4 représente les profilés en forme de L. Les flèches permettent de voir la direction de l'air dans le cas ou le ventilateur aspire par la bouche du haut du capteur. Bien que les bouches soient proches, la perte de charge due aux ban-es profilés, provoque un déplacement de l'air vers le bas du capteur, et vers l'extérieur pour contourner les barres profilés en forme de L. Les chicanes échangeurs en forme de V donc l'angle est un angle obtus 5. Les orifices, cheminées 6 débouchant, permettent une circulation de l'air, On observe sur la figure 2 les joints 7 permettant d'isoler aussi bien les barres en profilé en forme de L que les chicanes en forme de V obtus du support qui est la plaque inférieure 2. des orifices 11 pratiqués dans la chicane 4,forme de réglage fixe de débit d'air. 8 trous pour permettre la fixation de l'ensemble barre profilé , chicanes, avec des vis 9 sur la plaque 2. cadre du capteur avec un rebord 12 pour la fixation du capteur, ou pour l'assemblage de plusieurs capteurs entre eux. 4 REVENDICATIONS Capteur solaire thermique à air de forme parallélépipédique comportant un seul niveau de passage de l'air, entre un matériau transparent de type verre, ou en matériau synthétique transparent 1 et une plaque en matériau rigide 2,une plaque rigide et isolante 3, l'ensemble étant disposé dans un cadre rigide 10. Capteur solaire à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices d'entrées, et de sorties débouchants 6 par lesquels il y a circulation d'air peuvent être positionnés à différents endroits dans le capteur, sur la face inférieure, voire sur les montants latéraux entre la partie supérieure transparente 1, et la plaque rigide 2. Un capteur solaire à air selon la revendication 1.et 2. caractérisé en ce qu'un système de perte de charge sur l'air dans le capteur entre la plaque transparente 1 et la plaque inférieure 2 permet de lui faire faire un cheminement adapté par rapport aux positionnements des orifices 6. Un capteur solaire à air selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que des cloisons 4 matérialisées par un matériau de type profilé métallique qui peut avoir des perforations sur les montants 11 optimisent la répartition de l'air. Un capteur solaire à air selon les revendications de 1.à 4. caractérisé en ce que les barres 4 en forme de L soutienne la plaque transparente 1, si celle- ci est en matériau synthétique, de type polycarbonate simple ou alvéolaire. Un capteur solaire à air selon les revendications de 1 a 5 caractérisé, en ce que si la plaque transparente est en matériaux synthétique et, est 25 posée sur les barres 4, les barres 4 peuvent la maintenir horizontalement ou, si les barres 4 sont plus hautes, cette hauteur supplémentaire représente une flèche,et par voie de conséquence la plaque synthétique présente un arc de cercle tourné vers l'extérieur ( en pointillés figure 2) 7. Un capteur solaire a air selon la revendication 6 caractérisé en ce que en ce que l'arc de cercle fait à la plaque synthétique 1 par les supports 4 permet de la maintenir tendue, et lui évite des oscillations lors de son transport, et lors de sa dilatation due aux froid et chaud successifs. 8. Un capteur solaire à air selon l'une des revendications de 1 à 7caractérisé en ce qu'il est muni d'un système de chicane 5 captatrice des rayons solaire en forme de V fixé sur la plaque inférieure 2 parle sommet de l'angle de la chicane. 9. Un capteur solaire à air selon la revendication 8,caractérisé en que ce type de chicane 5 et son angle d'attache limite la surface de liaison entre 40 les chicanes réceptrices et le support 2 en limitant les ponts thermiques. 1. 2. 3. 4. 10. Un capteur solaire à air selon les revendications de 1 à 9 comportant un système de perte de charge permettant de canaliser l'air, un système de chicanes caractérisé en ce que ces chicanes,et ces barres profilés sont isolées du support 2 par des joints 7. 11. Un capteur solaire à air selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cadre 10 possède un rebord 12 permettant de fixer le capteur,ou de pouvoir l'assembler avec un autre.