Brevet FR2914405A1 — publié le 20081003

-1- La présente invention a pour principal objet d'associer des capteurs solaires thermiques à tubes sous vide (technique Heat Pipe de forme cylindrique ou extra-plats) à des balcons ou garde-corps d'immeubles ou de maisons qui sont, comme on le sait, des dispositifs visant à assurer la S sécurité des personnes contre les chutes accidentelles de personnes ou d'animaux. C'est donc la solution du tout en un qui est privilégiée car la sécurité peut aller de pair avec la récupération d'énergie solaire. C'est donc l'objet de cette invention. L'énergie solaire est généralement utilisée dans la production d'eau ao chaude par le biais de panneaux solaires thermiques plats ou plans reliés à un ballon comportant un échangeur, le tout fonctionnant au moyen d'un kit hydraulique (circulateur, régulateur électronique et vase d'expansion). Divers systèmes existent pour la plupart installés sur des toits ou aS dans des jardins mais aucun sur des garde-corps et c'est là la nouveauté. Il faut préciser qu'un brevet d'invention a été cependant déposé voici plus de 30 ans (FR2367257) lançant l'idée d'une récupération de l'énergie solaire au travers d'un balcon mais le système présenté avait pour principal inconvénient de ne pas résoudre le problème de 40 l'esthétique et de ne pas être d'une grande efficacité d'où le fait qu'il n'a pas été exploité. Il convient de préciser également que le dispositif décrit dans cette ancienne invention faisait appel à un système ressemblant à celui des panneaux thermiques plats traditionnels que l'on voit partout (avec %S circulation d'eau dans tout le panneau) et qui ont pour principal inconvénient de ne pas bien fonctionner (les pertes sont importantes) avec une installation à la verticale soit 90 . L'élément novateur dans cette invention, c'est l'utilisation des tubes sous vide (technologie dite Heat Pipe ) dont les cotes sont parfaitement modifiables en fonction des besoins et qui ont pour particularité d'être remarquablement performants aussi bien en position verticale qu'en position inclinée. Les dessins n 1 (vue en coupe en version installation verticale à 90 ), n 2 (vue en coupe avec installation inclinée à 45 beaucoup plus Si design et performante) et n 3 (vue de face) retracent l'essentiel de l'invention. Un capteur solaire de 15 tubes sous vide, capable de produire entre 1,3 Kw et 1,7 KW de puissance calorifique suivant le type de tube employé (concentrique ou supraconducteur), fait en règle générale 2m 140 de haut x 1,20 m de large. Si un tel capteur est ramené à 1 mètre de haut, il faut multiplier par 2 le nombre de tubes soit 30 tubes pour obtenir la même puissance calorifique capable de chauffer un ballon d'eau chaude de 150 litres à 55/60 qui pourra soit fournir l'habitation en eau chaude sanitaire soit yS venir en complément au chauffage domestique. La fabrication actuelle des tubes sous vide se fait actuellement sous 3 diamètres (47 mm, 58 mm ou 70 mm pour les supraconducteurs) et leur longueur tourne toujours autour de 1m90. Cette invention de balcon ou garde-corps solaire va impliquer des So modifications dans la fabrication de ces capteurs qui devront être forcément plus courts pour une intégration parfaite dans les façades et plus larges qu'un capteur classique pour compenser la perte de chauffe. On va compenser au cas particulier la perte de chauffe en hauteur par la largeur en ajoutant le double de tubes sous vide. SS D'un genre nouveau susceptible de contribuer d'une part à l'habillage d'un balcon (partie intégrante d'une façade) et d'autre part à chauffer gratuitement et en grande partie un appartement ou une maison, le garde-corps solaire tel que décrit ci-après comprend deux parties absolument complémentaires et indissociables. to Tout d'abord, la partie supérieure appelée généralement main-courante (le 1 des dessins 1-2-3 et 4) présente un double avantage, celui d'être particulièrement design car réalisée dans un profilé en aluminium (laqué ou anodisé) ou PVC renforcé et celui de contenir le coeur du système avec récupération de la chaleur dans un collecteur en U cuivre et circulation du liquide caloporteur (la du dessin n 3 : boucle des circuits aller et retour lorsqu'on est en bout de balcon / circuit aller vu au n 3 des dessins 1, 2 et 4, 1c du dessin n 3 / circuit retour vu au n 2 des dessins 1, 2 et 4 et lb du dessin n 3 ) qui ira en bout de ligne chauffer un ballon d'eau chaude installé à proximité. La main-courante décrite dans la présente invention pourra avoir une largeur et une épaisseur se situant entre 10 et 15cm. En outre, au titre des changements à apporter à la fabrication de ces capteurs d'un type nouveau, il convient de signaler qu'un tuyau de cuivre de 14 à 16mm de diamètre chargé de faire circuler le retour du }S liquide caloporteur vers le ballon d'eau chaude (voir 2 des dessins n 1-2-4 et lb des dessins n 3) sera inclus dans la main-courante du collecteur. L'intérêt de cette modification est essentiellement d'ordre esthétique car il est inutile d'avoir en bout de balcon un tube extérieur qui descend du collecteur et qui va retraverser tout le balcon pour rejoindre le ballon =o d'eau chaude. II convient de préciser que la partie supérieure du garde-corps (sur laquelle on pourra s'appuyer) ne sera jamais brûlante ni chaude car le collecteur constituant la main-courante est rempli d'une mousse polyuréthane (Id du dessin n 1) particulièrement dense qui assure à $S l'ensemble une protection thermique totale. En ce qui concerne la partie inférieure du garde-corps solaire, celle-ci est constituée par le capteur solaire proprement dit qui pourra être réalisé soit par une série de tubes sous vide alignés les uns après les autres (4 des dessins n 1-2-3 et 4) soit par un capteur plat sous vide JO contenant un certain nombre de Heat-Pipe (4a du dessin n 4). Dans l'hypothèse d'une installation faite à base de tubes sous vide cylindriques, leur nombre variera en fonction de leur diamètre (entre 12 et 15 pour 1m30 de garde-corps). Bien que très solide (un supraconducteur dont la paroi en pyrex SS peut résister à des grêlons de 35mm), les tubes sous vide seront proté- -3- gés sur l'arrière par une vitre ou un plexiglas de couleur fumée ou opaque (6 des dessins 1 et 2) pour éviter de voir l'installation et sur l'avant d'une vitre ou plexiglas clair (5 des dessins 1 et 2) pour laisser passer le rayonnement solaire. a60 La partie inférieure du garde-corps peut également être réalisée au moyen de capteurs plats (dessin n 4) de 1m de haut maxi x 1m 30 de large maxi x 4 cm ou 5 cm d'épaisseur (parfaitement intégrable dans des balcons) en utilisant toujours la technologie Heat Pipe ou dite du tube sous vide. aoS Deux vitres de verre, l'une translucide (7 du dessin n 4) et l'autre de couleur fumée (9 du dessin n 4) venant à l'arrière du garde-corps pour éviter de voir l'intérieur du capteur lorsque l'on se trouve derrière, viendraient recevoir 8 à 10 Heat Pipe (voire plus suivant la place disponible) munies d'ailettes en cuivre ou en aluminium en utilisant bien a{o sûr la technique du sous vide. Ce capteur a l'avantage d'être, du fait de sa faible épaisseur, plus logeable dans le balcon que ne l'est un capteur rond à tubes sous vide de 70 mm. Sa partie supérieure (5 du dessin n 4) est réalisée en inox et soudée au verre comme l'est actuellement le supraconducteur de 70mm. 4tÇ La partie latérale (8 du dessin n 4) est réalisée en verre soudée aux deux vitres. Ce modèle de capteur inexistant sur le marché et utilisé dans le cadre de cette invention est un élément associé au balcon solaire et fait l'objet de la même protection juridique que l'invention décrite. Ses dimensions se situeraient en hauteur entre 0,90 m (version installation verticale) et 1,10 m (version inclinée à 45 ) et en largeur à 1,30 m maxi car un garde-corps doit comporter tous les 1;,40 m un pied de fixation. Toutes ces dimensions seront à affiner lors de la fabrication. Un tel capteur peut comporter un plus grand nombre de Heat 4%â Pipe au mètre que si l'on utilisait les tubes de 70 mm, ce qui est un avantage car on pourrait ainsi gagner en capacité de chauffe et réduire le balcon en longueur. Pour terminer, l'installation d'un tel capteur pourra se faire aussi bien de 90 à 45 (dessin n 3) avec dans ce dernier cas une amélioration Ais tant au niveau de la performance du système solaire qu'au niveau du design lui-même. En effet, une installation inclinée apporte un plus indéniable donnant aux balcons réalisés de la sorte une image qui n'est plus standard mais plutôt avant-gardiste ou futuriste. Ce qu'il faut savoir, c'est que par rapport aux produits existants A3S (capteurs ronds de type supraconducteur), 9 mètres de balcon solaire pourront chauffer un ballon mixte de 500 litres d'eau chaude constitué d'une réserve de 200 litres utilisée pour les besoins de l'eau chaude sanitaire (intégrée dans le ballon de 500 litres) et d'une autre réserve de 300 litres qui ira circuler en série avec un plancher chauffant ou des awo radiateurs dans le chauffage d'un appartement, d'une maison ou d'une piscine. L'intérêt de cette invention est bien sûr immense car l'obstacle majeur de l'énergie solaire réside dans son intégration dans l'architecture d'un immeuble ou d'une maison. C'est parfois même un casse-tête 444 innommable, difficile à contourner, qui fait reculer les nombreux adeptes de l'énergie solaire. Intégré dans un balcon, les données sont toutes différentes. Rappelons pour mémoire que le point 7 des dessins 1, 2 et 3 correspond à la dalle en béton du balcon ou de la terrasse, que le point 8 40 des mêmes dessins correspond au pied ou à la jambe du garde-corps et que le point 9 du dessin 1 représente le socle de ce pied. Pour terminer, il convient de préciser qu'en milieu de montagne, un tel système intégré dans les balcons pourrait mettre en hors gel (12 à 14 ) un appartement de 60 m2. Les profits seraient considérables quand ÀSÇ on connaît le prix de la facture énergétique pour chauffer certains immeubles situés en altitude. REVENDICATIONS 1) Dispositif visant à intégrer des capteurs solaires thermiques dans un balcon ou un garde-corps utilisé tant pour la sécurité des personnes et des animaux que pour chauffer l'eau chaude sanitaire et pour venir en appoint au chauffage d'une maison ou d'un appartement. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le garde-corps solaire est constitué de deux parties que sont la main courante d'une part (1) réalisée dans un profilé aluminium ou PVC très résistant et d'autre part le capteur à tubes sous vide proprement dit (4 et 4a). La main-courante contient le circuit aller du système (3-lc) constitué par le collecteur en cuivre des tubes sous vide et le circuit retour également en cuivre de 14 à 16mm de diamètre (2-lb) contenant tous deux le liquide caloporteur qui va réchauffer un ballon d'eau chaude situé à proximité. La protection thermique de l'ensemble (ld) est assurée par une mousse polyuréthane très dense dont est remplie la main-courante. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie inférieure du garde-corps est constituée soit par un capteur à tubes sous vide (4 et 4a) de technologie Heat Pipe (4) de 47 mm de diamètre (tubes concentriques) à 70 mm (tubes supraconducteurs) soit par un capteur plat (4a). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les capteurs tubulaires se trouvent protégés à l'arrière par une vitre ou un Plexiglas opaque ou fumé et à l'avant par une vitre ou un Plexiglas clair. Le capteur plat est réalisé pour sa part à l'identique du capteur à tubes supraconducteurs de 70 mm et comporte sur sa partie supérieure une plaque en inox soudée au verre. La partie latérale est soudée aux deux vitres. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ce garde-corps est réalisé par module de 1 m 30 de largeur maxi et lm 10 de hauteur. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ce garde-corps se trouve fixé à la dalle en béton (7) du balcon ou de la terrasse par des pieds ou jambes (8) et l'installation de l'ensemble pourra se faire de 45 à 90 .