Brevet FR2867218A1 — publié le 20050909

La présente invention concerne un équipement, pour toute ouverture de bâtiment, qui récupère, stocke et libère à volonté la chaleur provoquée par le déploiement des stores internes. Plus particulièrement il s'agit d'un cadre particulier utilisé pour assembler un double vitrage destiné à équiper une fenêtre, une porte etc.. Par cadre particulier on comprend un cadre ayant les capacités nécessaires pour lui permettre d'absorber et de restituer la chaleur. Sur les bords de ce cadre viennent se poser, d'un coté et de l'autre, deux feuillures en verre qui constituent le double vitrage. Le problème actuel réside dans le fait que pour éviter une forte exposition des rayonnements solaires, les stores internes sont déployés. Ces stores vont éliminer l'exposition directe des rayonnements mais vont provoquer une augmentation de l'effet de serre. Cette augmentation de l'effet de serre va, à son tour, augmenter la température interne de l'habitât. Tant que ces stores sont déployés et que le soleil inonde de ses rayonnements l'ouverture, la température interne de l'habitât ne cessera d'augmenter. Cette augmentation de la chaleur est à la base d'inconfort de vivre. Actuellement il existe des filtres ou des écrans réfléchissants vers l'extérieur des rayonnements solaires. Le problème c'est que ces filtres ou ces écrans sont permanents et ne sont pas parfaitement transparents ce qui cause un gêne de la vue. Ils filtrent en permanence les rayons solaires. Or, il y a des moments où l'habitât est froid et ne demande qu'à être chauffé. Le réchauffement de l'habitât avec ce genre de filtre sera retardé et non efficace. Le même problème se pose au moment d'une surexposition. Les filtres arrivent à filtrer uniquement un pourcentage de rayonnement et jamais la totalité. Or il arrive des moments où l'habitât est déjà très saturé en chaleur. Malheureusement ces filtres continuent à faire augmenter l'effet de serre. Pour éliminer cet inconvénient, l'inventeur a cherché à ajouter aux fenêtres actuels, un équipement d'absorption et de stockage du surplus de chaleur provoquée par un déploiement des stores internes. Ainsi les fenêtres, les portes et toute ouverture de bâtiment, ne seront pas équipées de filtres ou d'écrans inefficaces. La transparence des vitres reste totale et le confort est au maximum. Ces fenêtres, par contre, sont équipées de stores ordinaires ou des stores entre les deux feuillures d'un double vitrage. Uniquement quand la chaleur commence à augmenter et que ces stores sont déployés, le cadre commence alors à absorber le surplus de chaleur. Le stockage du surplus de chaleur va servir de régulateur en empêchant la température de l'habitât d'augmenter. Cette chaleur stockée, soit dans le cadre du double vitrage d'une ouverture, ou ailleurs, pourra être utilisée durant une période froide de la journée ou par exemple la nuit. L'équipement d'absorption de la chaleur imaginé par l'inventeur est de remplacer le cadre du double vitrage actuel par un cadre absorbant, stockant et restituant la chaleur. On comprendra mieux l'invention en deux phases: Une phase de description des figures Une phase de description de fonctionnement. Description des figures Fig.1: Coupe du cadre En 1 est représenté le nouveau cadre En 2 est représentée une couche isolante enveloppant le cadre En 3 est représenté un cadre d'un matériau très bon conducteur de la chaleur, plein ou creux. Si ce cadre est creux il peut rester vide ou être rempli d'un matériau qui a la capacité d'accumuler la chaleur. On appellera ce matériau par la lettre M . Fig.2: Le cadre En 4 est représentée une pièce composée d'ailettes dont le but est d'augmenter la surface d'échange thermique. C'est un échangeur d'absorption de la chaleur pour le cadre qui se trouve emprisonner par deux plaques de verre. Cette pièce 4 est solidaire du cadre 1, au minimum sur la surface interne de sa largeur haute. C'est cette pièce qui va capter la chaleur et la transmettre au cadre et par suite au matériau accumulateur de la chaleur M. On appellera cette pièce échangeur 4. En 6 est représentée une pièce composée d'ailettes. Cet échangeur 6 facilite l'évacuation de le chaleur accumulée dans le cadre. En d'autre termes, la pièce 6, installée de part et d'autre du cadre 1, va aider à la dissipation de la chaleur vers l'extérieur de l'habitât. En été, il est souhaitable d'absorber la chaleur après un déploiement des stores et de l'évacuer vers l'extérieur. On appellera cette pièce échangeur 6. En 5 est représentée une pièce solidaire du cadre qui fait la liaison entre le cadre et la partie stockage-échange vers l'habitât. Fig.3: Partie d'évacuation vers l'extérieur. En 6, est représenté l'échangeur 6 En 7 est représentée la porte thermiquement isolante de l'échangeur 6. Si la porte 7 est fermée, l'échangeur 6 est isolé thermiquement. Aucun échange entre le cadre et l'air n'est possible. Par contre, si cette porte est ouverte, l'échangeur 6 est en contact avec l'air et un échange se fera. Fig.4: L'échangeur 9 embarqué et son boîtier Cette figure décrit une possibilité d'échangeur embarqué par le battant de la menuiserie sur sa largeur basse. En 8 est représenté un réservoir qui est directement solidaire du cadre. Ce réservoir, pouvant contenir un matériau M, est thermiquement isolée sauf sur ses surfaces de contact avec la pièce 5 et la pièce 9 En 9 est représenté un échangeur entre le réservoir 8 et l'air ambiant En 10 est représenté le boîtier thermiquement isolant de l'échangeur 30 En 11 est représentée la porte isolante du boîtier. Quand la porte 11 est fermée, aucun échange avec l'air n'est possible. Le réservoir continue à accumuler le surplus de la chaleur sans arrêt. Par contre quand cette porte est ouverte, un échange entre l'air ambiant et l'échangeur devient possible. Le réservoir 8 commence à restituer sa chaleur par l'intermédiaire de l'échangeur 9 vers l'habitât. FIG.5 et 6: L'échangeur 9a fixe et non embarqué. Il existe aussi une possibilité de ne pas embarquer l'échangeur 9 par la menuiserie. En 5a est représentée une pièce de liaison adaptée à un échangeur fixe. En 8a est représenté un réservoir pour un échangeur fixe En 9a est représenté un échangeur entre l'air ambiant et le réservoir 5a. La fig.6 montre bien l'ouverture de la fenêtre alors que l'échangeur est fixé au mur en dessous de cette fenêtre. Fig.7: vue d'en haut d'un double vitrage autour du cadre En 6 est représenté l'échangeur 6 En 7 est représentée la porte de l'échangeur 6 En 12 est représenté le bouchon du cadre par lequel on introduit le matériau M, liquide, solide ou en poudre ayant les propriétés d'accumulation de la chaleur En 13 est représentée une première feuillure en verre En 14 est représentée une deuxième feuillure en verre Les deux feuillures 13 et 14 avec le cadre constituent le double vitrage. Fig.8 et Fig.7: des stores à l'intérieur d'un double vitrage En 15 sont représentés des stores ouverts à l'intérieur d'un double vitrage en fig.8. La fig.9 représentent ces mêmes stores 15 fermés. Fig.1 Q et 11: fenêtre avec stores ordinaires Cette figure montre la possibilité d'avoir des stores ordinaires. En 1 est représenté le cadre avec ses échangeurs 4 et 6. En 16 est représenté le côté de l'ouverture donnant à l'extérieur de l'habitât. En 17 est représenté le côté de l'ouverture donnant à l'intérieur de l'habitât. En 4a est représenté un deuxième échangeur en saillie sur le côté 17 de l'ouverture. Cet échangeur va absorber le surplus de la chaleur provoqué par le déploiement des stores. Cet échangeur est solidaire du cadre. II est dessiné en détaché pour la clarté du dessin. En 18 c'est la commande de la porte 7 de l'échangeur 6 En 19 c'est la même commande qu en 18 mais du côté gauche de l'ouverture. En 20 est représentée la glissière droite des stores 21 En 20a est représentée une glissière côté gauche. En 21 est représenté le rouleau des stores. En 22 est représentée une poignée possible de l'ouverture. La figure 10 montre une ouverture équipée avec une fenêtre en état de fermeture. En 23 est représenté le bloc qui supporte le battant de la fenêtre. Fig.12 et 13: Trous d'évacuation de la chaleur vers l'extérieur En 24 sont représentés des trous sur le côté 16. Ces trous sont situés vers le côté bas de l'ouverture. En 25 sont représentés des trous sur le côté 16. Ces trous sont situés vers le côté haut de l'ouverture. Les trous 24 et 25 se trouvent côté extérieur. Si la porte 7 de l'échangeur 6 est ouverte, un courant d'air va passer pour évacuer le surplus cumulé de la chaleur. L'air externe entre par les trous 24 vers l'intérieur de la fenêtre. Cet air va se chauffer et va monter pour passer sur l'échangeur 6 avant de sortir par les tous 25. Ce passage d'air va évacuer au fur et à mesure la chaleur vers l'extérieur de l'habitât. Fig. 14: Les lames 28 des stores En 28 est représentée une lame du store. Cette lame se compose de deux parties. En 26 c'est la partie qui fait face au soleil. Cette partie absorbe les rayons infra rouges. C'est cette partie qui va chauffer l'air emprisonné entre le tablier et le double vitrage. En 27 c'est une partie constituée d'un matériau ayant une résistance thermique très élevée. Cette partie va servir comme isolant pour la partie 26. Fig.15: Chambre entre le tablier des stores et le double vitrage En 4a est représenté l'échangeur solidaire du cadre 1 En 21 est représenté le rouleau des stores En 20 et 20a sont représentées les glissières des stores En 29 et 29a sont représentés deux barreaux isolants Phase de fonctionnement de la fenêtre à accumulation de chaleur Avec des stores non déployés, le rayonnement infra rouge pénètre dans l'habitât, à travers les vitres, et le réchauffe. Une petite partie de ce rayonnement reste entre les deux vitrages. Elle va contribuer à chauffer un peu, l'air ou le gaz, se trouvant emprisonné entre les deux plaques de verrel3 et 14. Une fois les stores déployés, nous avons deux possibilités: 1- Stores internes au double vitrage: Ces stores, en arrêtant et en absorbant les rayons infra rouges, vont sérieusement chauffer. Cet échauffement va chauffer l'air ou le gaz se trouvant entre les plaques de verre 13 et 14. L'air chaud va monter vers le haut de l'ouverture. L'échangeur 4 qui est froid, va absorber la chaleur de cet air et va la transmettre au cadre 1. Le cadre 1, bon conducteur, va répartir la chaleur sur la totalité de sa surface et va la transmettre en même temps au matériau M se trouvant soit en son sein soit dans le réservoir 8. Les deux échangeurs 6 se trouvant d'un côté et de l'autre du cadre vont se 20 chauffer à leur tour. L'échangeur 9, en contact avec le réservoir 8 se chauffera pareillement. Si la porte 7, de l'échangeur 6 est fermée, aucune déperdition de chaleur ne s'effectuera à l'extérieur. Si la porte 11 de l'échangeur 9, du boîtier 10, est fermée, aucune 25 déperdition de chaleur ne s'effectuera à l'intérieur de l'habitât. La chaleur ne pouvant par sortir des échangeurs 6 et 9, va se stocker dans le matériau M se trouvant à l'intérieur du cadre ainsi que dans le réservoir 8. C'est le principe de stockage de la chaleur. Avec l'ouverture de la porte 7, la déperdition se fera vers l'extérieur. De 30 même avec l'ouverture de la porte 11 la déperdition se fera à l'intérieur de l'habitât. 2- Stores externes: Ces stores vont chauffer en absorbant les rayons infra rouges par les faces 35 26. L'air emprisonné entre le double vitrage et: le tablier, le barreau 29, le barreau 29a des stores et l'échangeur 4a, va chauffer à son tour. Ces stores doivent être faits de manière à avoir un bon rendement. Par bon rendement on comprend que ces stores ne doivent pas laisser échapper l'air chaud. Au contraire, il faut l'emprisonner entre leur tablier et le double vitrage pour 5 permettre à l'échangeur 4a de travailler pleinement. L'échangeur 4a se trouvant en haut des stores va absorber le surplus de la chaleur et va le stocker en faisant le même acheminement expliqué pour les stores intégrés au double vitrage. L'échangeur 4 va absorber, à son tour, tout le surplus de la chaleur entre 10 les deux vitres. 20 25 30 s REVENDICATIONS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Cadre (1), composé d'un matériau conducteur (3) et de plusieurs échangeurs thermiques de captage et de restitution de la chaleur, thermiquement isolé avec un matériau isolant (2) sur toute sa surface hors échangeurs, servant d'ossature à deux feuillures de verre(13) et (14) faisant un ensemble de double vitrage destiné à équiper toute ouverture de bâtiment, fenêtre, porte etc.. Cadre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau conducteur (3) est creux Cadre selon les revendications là 2, caractérisé en ce que le matériau conducteur (3) creux est rempli d'un matériau cumulateur de la chaleur. Cadre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau conducteur (3) est plein Cadre selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il est équipé d'un deuxième échangeur (4a) pour une utilisation des stores non intégrés dans le double vitrage. Cadre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est équipé, moyennant d'une pièce de liaison, d'au moins un échangeur de restitution vers l'extérieur (6) avec sa porte isolante (7) et ses deux trous d'échange (24) et (25) sur la partie externe (16) de l'ouverture. Cadre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un réservoir de stockage de chaleur (8) en contact directe avec la pièce de liaison (5) et d'un échangeur (9) solidaire du réservoir (8), dépassant l'équipement interne de l'ouverture (17), destiné à évacuer la chaleur vers l'intérieur de l'habitât. Cadre selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un boîtier isolant (10) comprenant une porte d'ouverture, thermiquement isolante, (11), couvrant l'échangeur (9). Cadre selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le réservoir de stockage (8), et le radiateur de restitution (9), sont embarqués par la menuiserie. 10. Cadre selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le réservoir de stockage, (8a)] et le radiateur de restitution, (9a), ne sont pas embarqués par la menuiserie et se trouvent ainsi indépendants de la menuiserie