Brevet FR2927692A1 — publié le 20090821

L'invention concerne un capteur d'énergie solaire perfectionné pour une installation de chauffage à fluide caloporteur ainsi qu'une installation comportant ce capteur. L'invention s'applique à un capteur solaire de type connu composé de cellules thermiques adjacentes, chaque cellule comportant un tube métallique en forme de U dans lequel circule un fluide caloporteur. Les branches rectilignes du tube sont solidarisées chacune à une ou des ailettes ou plaques permettant d'augmenter la surface d'échange de chaleur. II est connu également de couvrir les cellules par une ou des plaques de protection translucides aptes à être traversées par l'énergie solaire. Généralement les entrées et sorties des tubes en U de toutes les cellules sont connectées à un circuit hydraulique d'une pompe à chaleur ou d'un accumulateur dans une installation de chauffage d'une habitation ou autre. Le but de l'invention est de perfectionner ce type de capteur en optimisant sa fabrication et en l'équipant d'un dispositif d'aération pouvant être géré automatiquement. Ce but est atteint par un capteur composé de cellules thermiques adjacentes, chaque cellule comportant au moins un tube métallique en forme de U fixé en fond de cellule et dans lequel circule un fluide caloporteur lorsque le capteur est connecté à une installation thermique, les branches rectilignes du tube étant solidarisées chacune à une ou des ailettes ou plaques, le capteur étant couvert par une ou des plaques translucides de couverture aptes à être traversées par l'énergie solaire et placées au dessus des tubes en U, caractérisé en ce que chacune des deux plaques de couverture voisines ne sont pas jointives et sont séparées par un espace longitudinal, et caractérisé en ce que le capteur est équipé d'éléments tubulaires gonflables aptes à obturer complètement lesdits espaces longitudinaux lorsqu'ils sont mis en pression, où à ouvrir lesdits espaces lorsqu'ils sont mis en dépression. Plus particulièrement, le capteur selon l'invention est caractérisé en ce que, le capteur solaire se compose d'un caisson porteur en tôle pliée de façon à délimiter une succession de cuvettes rectangulaires adjacentes et à fond plat, réunies sur leur plus grand coté par des ponts en U retourné, chaque cuvette portant au moins un tube en U comportant des ailettes, les ouvertures supérieures des cuvettes étant couvertes par des plaques de couverture non jointives portées des moyens de support et séparées longitudinalement par ledit espace longitudinal espace, les cuvettes étant fermées aux deux extrémités par des liaisons étanches.35 On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après faite en référence aux figures annexées suivantes : -figure 1 : vue générale d'un capteur selon l'invention comportant trois cellules thermiques adjacentes - figure 2 : vue du capteur de la figure 1 dont les plaques de couvertures sont enlevées. - figure 3 : vue en coupe selon CC de la figure 1 - figures 4 et 5 : détails A et B de la figure 3. - Figure 6: vue de détail d'une variante du moyen de support des plaques translucide. Un capteur solaire selon l'invention et tel que représenté sur les figures se compose d'un caisson porteur (1) en tôle pliée de façon à délimiter une succession de cuvettes rectangulaires (2) adjacentes et à fond plat (3), réunies sur leur plus grand coté par des ponts en U retourné (4). Cette conformation du caisson porteur permet de constituer des cellules d'échange thermique adjacentes les unes aux autres. Dans chaque cuvette est fixé au moins un tube de circulation en U dont les branches rectilignes (10) sont équipées sur tout ou partie de leur longueur de plaques ou ailettes métallique (5) disposées parallèlement au fond des cuvettes. Chaque cellule est fermée à ses deux extrémités par un capot étanche non représenté. Les ouvertures supérieures des cuvettes sont couvertes par des plaques de couverture (6) laissant passer les rayons solaires. Ces plaques de couverture (6) sont portées et maintenues parallèle au fond (3) par des pattes support (7) et destinées à surélever lesdites plaques par rapport aux dits ponts (4) d'une hauteur (h). On prévoit plusieurs pattes supports (7) réparties le long d'un même pont par exemple cinq sur les figures. Les plaques de couverture (6) ne sont pas jointives et il existe un espace (8) longitudinal entre deux plaques de couverture successives. Préférentiellement, ce dispositif est un ensemble d'éléments tubulaires souples et gonflables (9) disposés chacun sous un espace (8) et entre la face supérieure d'un pont (4) et la sous face des plaques de couverture (6). Les éléments gonflables (9) sont reliés à un circuit pneumatique permettant de les mettre sous pression ou en dépression. Les dimensions et position de chaque élément gonflable sont calculées de telle sorte que : -lorsqu'un élément gonflable est gonflé il obture complètement l'espace (8) entre deux plaques de couverture (voir figure 5) ce qui isole les unes des autres les cellules thermiques et fait fonctionner le capteur en capteur-solaire. - lorsqu'un élément gonflable est totalement dégonflé et aplati (voir figure 4) une circulation d'air peut s'établir entre l'extérieur et l'intérieur des cellules. Ceci permet d'éviter les surchauffes et d'évacuer les vapeurs qui ont pu se former et permet d'utiliser le capteur comme échangeur à air. La commande du circuit pneumatique peut être manuelle mais elle est de préférence gérée automatiquement par automate en fonction de la température détectée dans les cellules. Des variantes de réalisation sont évidemment possibles sans sortir du cadre de l'invention. En particulier les profils du caisson et des ponts (4) peuvent être différents et des moyens autres que les pattes support (7) peuvent être utilisés pour maintenir les plaques de couverture (6) à distance du fond (3). La figure 6 en est un exemple et elle montre que les plaques de couverture (6) sont supportées par des plaques perforées ou des grilles (13) appuyées sur toute la longueur des ponts (4) et de chaque côté de façon à filtrer le passage de l'air et par exemple empêcher la pénétration de feuilles ou autres dans les cellules, et de façon à permettre au monteur de marcher sur les ponts lors de la pose ou de la maintenance. Les pattes (7) sont supprimées mais tous les autres composants dont les éléments gonflables (9) sont inchangés. L'espace (8) peut être prévu sur toute ou partie seulement de la bordure des plaques de couverture. Les éléments gonflables peuvent être des éléments à section circulaire comme sur les figures mais on peut les remplacer par exemple par des joints à lèvre gonflables. Les capots étanches peuvent avoir toute forme appropriée. Ils servent à fermer de façon étanche les deux extrémités de chaque cellule. On note que la fabrication du capteur est optimisée par le choix de réaliser les fonds des cellules par emboutissage d'un caisson porteur (1). On optimise encore la fabrication en réalisant chaque partie rectiligne (10) d'un tube en U et ses ailettes par emboutissage du conduit et pliage des ailettes dans une même tôle puis par soudure des lignes de pliage entre elles et sur toute leur longueur. Les tubes sont réunis deux par deux par des coudes (11) et les sorties (12) des U ainsi formés sont reliées au circuit thermique de l'installation (non représentée) par des boîtes distributrices gérées par automate. REVENDICATIONS 1. ù Capteur composé de cellules thermiques adjacentes, chaque cellule comportant au moins un tube métallique en forme de U fixé en fond de cellule et dans lequel circule un fluide caloporteur lorsque le capteur est connecté à une installation thermique, les branches rectilignes du tube étant solidarisées chacune à une ou des ailettes ou plaques, le capteur étant couvert par une ou des plaques translucides de couverture (6) aptes à être traversées par l'énergie solaire et placées au dessus des tubes en U, caractérisé en ce que deux plaques de couverture (6) voisines ne sont pas jointives et sont séparées par un espace (8) longitudinal, et caractérisé en ce que le capteur est équipé d'éléments tubulaires gonflables (9) aptes à obturer complètement les espaces (8) lorsqu'ils sont mis en pression, où à ouvrir lesdits espaces (8) lorsqu'ils sont mis en dépression. 2. ù Capteur solaire selon la revendication 1 caractérisé en ce que, le capteur solaire se compose d'un caisson porteur (1) en tôle pliée de façon à délimiter une succession de cuvettes rectangulaires (2) adjacentes et à fond plat (3), réunies sur leur plus grand coté par des ponts en U retourné (4), chaque cuvette portant au moins un tube en U comportant des ailettes (5), les ouvertures supérieures des cuvettes étant couvertes par des plaques de couverture (6) non jointives portées des moyens de support (7 ou 13) et séparées longitudinalement par l'espace (8), les cuvettes étant fermées aux deux extrémités par des liaisons étanches. 3. ù Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments gonflables (9) sont disposés chacun sous un espace (8) et entre la face supérieure d'un pont (4) et la sous face des plaques de couverture (6). 4. ù Capteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque conduit rectilignes d'un tube en U et ses ailettes sont obtenues par emboutissage de la forme du conduit et pliage des ailettes dans une même tôle puis par soudure entre elles des lignes de pliage. 5. ù Capteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens supports des plaques de couvertures sont des grilles (13). 6. ù Installation thermique pour l'utilisation de l'énergie solaire ou de l'énergie thermique de l'air pour chauffer un bâtiment ou une habitation, caractérisée en ce qu'elle comporte un ou plusieurs capteurs selon l'une des revendications 1 à 5, les tubes desdits capteurs sont réunis deux par deux par des coudes (11) et les sorties (12) des U ainsi formés sont reliées au circuit thermique de l'installation par des boîtes distributrices gérées par automate.