Brevet FR2865268A1 — publié le 20050722

La présente invention concerne un dispositif de production d'air chaud à température asservie, en fonctionnement jour et nuit, à partir de l'énergie solaire comme seule source d'énergie. Les systèmes antérieurs de production d'air chaud solaire ne fonctionnent que pen- dant la période d'ensoleillement, avec des capteurs à air. De plus, ils ne donnent pas la possibilité d'imposer une température seuil pour l'air chaud, ce qui est nécessaire pour le séchage de produits biologiques. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. En effet, de l'eau chaude solaire est produite et stockée le jour puis est utilisée la nuit pour obtenir de l'air chaud par l'intermédiaire d'un échangeur eau-air. Le jour, l'air chaud est produit avec des capteurs solaires. Des pompes de circulation d'eau et un ventilateur, à débit variable, alimentés à partir de capteurs photovoltaïques permettent de contrôler la température seuil à ne pas dépasser dans l'air. L'utilisation d'un récupérateur de chaleur dans le circuit d'air, en aval de l'enceinte de séchage permet de minimiser la surface de captation du rayonnement solaire et d'optimiser la production d'air chaud la nuit. Un circuit bipasse permet de diriger l'air préchauffé vers les capteurs plans le jour ou directement vers l'échangeur eau-air la nuit. Selon trois modes particuliers de réalisation le système de production d'eau chaude peut se présenter sous la forme: - d'un capteur auto-stockeur à peinture sélective. - d'une association de capteurs plans à peinture sélective ou non sélective reliés à un réservoir de stockage calorifugé. L'eau chaude est stockée à la pression atmosphérique. La circulation de l'eau entre le réservoir et les capteurs est assurée par thermosiphon. - d'une association de capteurs plans à peinture sélective ou non sélective reliés à un réservoir de stockage calorifugé. L'eau chaude est stockée à la pression atmosphérique. Une pompe avec une régulation différentielle assure la circulation de l'eau entre le réservoir et les capteurs. Les schémas annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente le dispositif de l'invention. La figure 2 représente une variante de ce dispositif. En référence à ces dessins, pour le chauffage de l'air la nuit (ou lors de passages nuageux le jour), le dispositif selon l'invention comporte: - un échangeur eau-air (1) - une pompe de circulation de l'eau chaude à débit variable (2) - un système d'asservissement du débit d'eau chaude et du débit d'air en fonction de la température en consigne à l'entrée de la chambre de séchage (3). Pour la production d'air chaud, le jour, le dispositif selon l'invention comporte: - un capteur solaire plan à air (4) - un échangeur récupérateur air-air (5) pour le préchauffage de l'air avant son entrée dans les capteurs, - un ventilateur assurant l'écoulement de l'air (6) - une chambre de séchage (7) - un ensemble de production d'électricité solaire (8) comprenant des panneaux solaires photovoltaïques, un régulateur de charge, des batteries de stockage pour l'alimentation des pompes de circulation, du ventilateur et du système de régulation. - un bipasse (9) permet de diriger l'air préchauffé suivant l'utilisation jour ou nuit vers les capteurs plans ou vers l'échangeur eau-air. Dans le mode de réalisation selon la figure 1, pour la production d'eau chaude solaire le dispositif comporte: - un capteur autostockeur (10) Dans le mode de réalisation selon la figure 2, pour la production d'eau chaude solaire le dispositif comporte: - un réservoir calorifugé (10bis) permettant le stockage de l'eau chaude à la pression atmosphérique (ce qui diminue le coût), - des capteurs plans (11) à peinture non sélective ou si besoin à peinture sélective 20 afin d'améliorer le rendement des capteurs, - une pompe de circulation (12) - un système de régulation différentielle (13) Selon une variante non illustrée la production d'eau chaude solaire peut être assurée par thermosiphon ce qui permet de supprimer les composants (12) et (13) de la figure 2. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la production d'air chaud solaire de manière continue et à une température contrôlée. Il trouve des applications dans tous les domaines de séchage ne nécessitant pas des températures très élevées. On peut citer pour exemple, le séchage de matières végétales tels les fruits. 3 REVENDICATIONS 1. Dispositif solaire de production d'air chaud à température asservie en continue jour et nuit, caractérisé en ce qu'il comporte un échangeur eauair utilisé pour chauffer l'air la nuit et réguler la température le jour (1), une pompe de circulation à débit variable (2), un système de régulation des débits d'eau et d'air (3), un système de production d'air chaud par captation de l'énergie solaire rayonnée le jour (4), un échangeur air-air récupérateur de chaleur (5), un système de mise en circulation de l'air à débit commandé (6), une chambre de séchage (7), un ensemble photovoltaïque (8) utilisé pour alimenter en électricité les composants qui le nécessitent, un bipasse (9) afin de diriger l'air préchauffé suivant le mode d'utilisation jour ou nuit et un système de production d'eau chaude par captation du rayonnement solaire (10) ou (10bis), (11), (12) et (13). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de production de l'eau chaude solaire s'effectue par captation du rayonnement solaire avec un capteur autostockeur. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de production d'eau chaude solaire le jour est composé d'un réservoir calorifugé de stockage de l'eau chaude à la pression atmosphérique (10bis) , de capteurs à peinture sélective ou non sélective (11), la circulation de l'eau se faisant soit par thermosiphon soit avec une pompe de circulation (12) couplée à une régulation différentielle (13). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'eau chaude solaire est utilisée pour produire de l'air chaud la nuit. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un échangeur de chaleur eau-air (1) soit placé en amont de l'enceinte de séchage et en aval des capteurs plans à air. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la température de consigne de l'air chaud est contrôlée par un système d'asservissement (3) du débit d'air et du débit d'eau chaude dans l'échangeur air-eau (1) le jour et la nuit. 7. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'une pompe à débit com-30 mandé (2) est placée entre le réservoir de stockage d'eau chaude et l'échangeur de chaleur eau-air. 8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un récupérateur de chaleur constitué d'un échangeur de chaleur air-air soit placé en aval de l'enceinte de séchage et en amont des capteurs plans à air afin de préchauffer l'air et de minimiser la dimension des capteurs plans à air.