Brevet FR2937714A1 — publié le 20100430

La présente invention à pour objet un dispositif et une installation hydraulique permettant d'obtenir à l'aide des rayons solaires un chauffage économique et pratique. Les panneaux solaires sont encore très onéreux, le bon vieillissement de ces cellules est encore incertain et l'installation est compliquée. L'orientation est fixe et le panneau est encombrant. La présente invention présente l'avantage de lentilles loupes n'ayant aucun vieillissement, le prix de reviens est très abordable, ce qui permet l'utilisation de grande quantité dans peu d'espace. L'orientation au soleil est permanente, l'utilisation de chauffe-eau déjà installé est possible, sa résistance électrique prendra la relève si il y a lieu au tarif de nuit. Avantages : - Un apport de chauffage solaire sur les installations de chauffage central neuf et ancien est possible. - Utilisation du chauffe eau traditionnel donc coût et installation simplifiés. - Possibilité de conjuguer ballon d'eau chaude et chauffage central. - La possibilité de gagner plusieurs mois de baignade est appréciable. - Lentilles (loupes) utilisées dans ce système ne subissant aucun vieillissement 20 - Prix de revient inférieur aux panneaux solaires traditionnels. - Installation facile. - Orientation face au soleil en permanence. Dans ce but l'invention propose notamment un dispositif en forme de kit 25 comprenant : Un panneau solaire équipé de plusieurs rangées de lentilles (loupes) de même focalisation et d'un échangeur de couleur noir fixé à distance égale de cette rangée de lentilles (loupes). Ce panneau solaire et cet échangeur seront enfermés dans un boîtier étanche dont l'isolation thermique sera prévue. 30 L'ensemble de ce panneau solaire sera monté sur un mat équipé de deux axes rotatifs afin de suivre le soleil : 18 EST û OUEST. 2e Corriger la variation d'angle de 30° entre l'hiver et l'été. 2937714 2- Ces deux axes seront équipés de moteurs qui seront actionnés par ordinateur et programmés afin de réaliser le cycle solaire. 3e Sécurité : 5 - une position repos sera prévue par un changement d'angle 30° du panneau solaire cela tout en continuant son trajet Est/Ouest. - un retour à l'Est sera prévu à chaque rotation. Un thermostat de sécurité contrôlera la température maximum de l'échangeur 10 par le changement d'angle (30°) du panneau solaire (position repos). Le cheminement Est/Ouest ne sera pas interrompu pour autant. Son arrêt et son retour à l'Est se feront que lorsque le panneau aura atteint un angle inférieur ou égal à 180°. L'échangeur pourra être relié à l'aide de tuyauteries isolées : 15 - soit à un chauffe-eau traditionnel - soit à un chauffage central - soit à une piscine. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente en coupe le panneau solaire, le schéma fonctionnel d'une installation pour le réchauffage de l'eau d'un ballon d'eau chaude et d'un chauffage central. La figure 2 représente le réchauffage d'une piscine. La figure 3 représente le schéma d'un échangeur. Le panneau de lentilles (loupes) (figure 1) : Il devra recevoir le plus de lentilles possible dans un espace réduit. Pour cela les lentilles seront choisies avec une focalisation très courte et régulière dans un diamètre réduit. Les lentilles seront fixées sur le panneau frontal par sertissage le plus serré possible. Le nombre de lentilles sera calculé en fonction de la puissance de chauffe désirée. Il sera de couleur foncé (noir de préférence), il comportera un échangeur et sera monté sur un support dont les deux axes seront amovibles. 2937714 -3 L'échangeur (fig. 3) : Sa surface sera égale au panneau de lentilles loupes. Il doit recevoir en permanence, quand le temps est ensoleillé, les rayons que diffusent les lentilles. 5 Pour cela l'échangeur devra avoir une grande surface de façon à tolérer une légère dérive des rayons pendant leur cheminement d'Est en Ouest. Par contre l'angle Nord/Sud ne doit pas varier, pour cela la présente invention aura un échangeur : - Soit une tôle d'acier (1) de même surface que le panneau solaire dans lequel un serpentin 10 en cuivre (2) sera soudé et plaqué sur cette tôle afin d'obtenir une bonne conductibilité. - Soit deux plaques d'aluminium sur lesquelles le circuit serait emboutit et que l'on souderait les unes contres les autres par soudure électrique. Dans les deux cas cet échangeur sera monté derrière le panneau de lentilles par quatre colonnettes fixes. 15 La longueur de ces colonnettes sera calculée en fonction de la distance de focalisation des lentilles. Un système de fixation (3) rapide sera conçu afin de favoriser le démontage en cas de détartrage. Le fluide circulera vers l'entrée du raccord (4) et par la sortie du raccord (5). 20 L'électricité : Le courant sera de 12 volts, une batterie tampon et un mini chargeur feront partis du kit. Les moteurs seront en basse tension (12 volts) ainsi que tous les équipements électriques. 25 Programme : - Commande Est/Ouest et retour : Ce mouvement sera unique et à heure fixe. C'est-à-dire tous les jours le panneau solaire partira de l'Est à l'ouest à heures solaires toutes les douze heures de jours et retournera à l'Est toutes les douze heures de nuit. A cet effet le programme commandera le moteur (6). 30 Une commande afin de signaler l'hémisphère Nord ou Sud sera prévue dans le boîtier, le programme inversera le cheminement et le retour du panneau solaire. Deux butées équipées de contacteurs signaleront l'arrêt et le retour de ce panneau. 2937714 4- - Commande Nord/Sud (30°) : Deux butées de réglages équipées de contacteurs serviront de repères aller/retour au programme pour les positions qui seront mémorisées à plus ou moins 30°. 5 Un boîtier de commande (19) ainsi qu'un programme informatique sera fixé sur le mat (17). Positionnement : L'installateur fixera le mat après l'avoir dirigé vers le sud. Un repère sera conçu pour cette manoeuvre. Description de l'invention avec un chauffe-eau traditionnel (fig. 1) : Le circuit panneau solaire sera branché à l'entrée du circuit eau froide du ballon d'eau chaude et à la sortie eau chaude de celui-ci, un accélérateur aidera la circulation et c'est l'eau du ballon qui se réchauffera en permanence. 15 Fonctionnement avec un chauffe-eau traditionnel (fig. 1): Le circuit (9) du panneau solaire sera branché à l'entrée (11) du circuit d'eau froide du chauffe eau (16) avant le bloc de sécurité (14). Le circuit (8) du panneau solaire sera branché à la sortie d'eau chaude (10) du chauffe-eau 20 (16). Un accélérateur (18) sera intercalé entre l'entrée (9) et la sortie (11) du ballon (16). Un thermostat (17) contrôlera en permanence la température de l'eau et changera de position le panneau solaire (position repos) en cas de dépassement. Le cheminement Est/Ouest ne sera pas interrompu. 25 Description de l'invention avec un chauffage central (fig. 1) et un ballon d'eau chaude : Soit en remplaçant pendant les heures d'ensoleillement la chaudière. Pour cela un circuit panneau solaire sera branché à l'entrée du circuit d'eau froide d'un tuyau de l'installation de 30 chauffage central et l'autre au tuyau du circuit d'eau chaude du chauffage central. Le piquage se fera de préférence près du ballon d'eau chaude. Des électrovannes trois voies aiguilleront les circuits soit vers le ballon d'eau chaude soit vers le chauffage central. 10 2937714 5- Ce mécanisme se fera lorsque le ballon d'eau chaude aura atteint sa température maximale, dans cette configuration le panneau solaire ne se mettra pas en sécurité, l'inversion d'un circuit à l'autre se fera automatiquement l'hiver. L'été seul le ballon d'eau chaude sera 5 chauffé. Une soupape (25) décompressera le circuit du panneau solaire afin de ramener cette pression à celle du chauffage, l'échappement se fera par la soupape de vidange (15). L'accélérateur (18) aidera la circulation. C'est le thermostat (17) qui fera l'inversion des circuits (eau chaude- chauffage) par les 10 électrovannes trois voies (26) et (27). Le programme comportera des positions été/hiver afin de sélectionner manuellement ces fonctions. Le circuit (9) du panneau solaire (1) sera branché au raccord (24) de l'électrovanne 3 voies (26). 15 Le circuit (8) du panneau solaire (1) sera branché au raccord (23) de l'électrovanne 3 voies (27). Le circuit (11) du ballon d'eau chaude (16) sera branché au raccord (28) de l'électrovanne 3 voies (26). Le circuit (10) du ballon d'eau chaude (16) sera branché au raccord (29) de l'électrovanne 3 20 voies (27). Le circuit (21) du raccord de l'électrovanne 3voies (26) sera branché au circuit d'eau froide du chauffage central. Le circuit (22) de l'électrovanne 3 voies (27) sera branché au circuit d'eau chaude du chauffage centraL 25 Le programme inversera les électrovannes (26) et (27) suivant les fonctions demandées. La priorité sera donnée au circuit ballon d'eau chaude, c'est le thermostat (17) qui signalera au programme la bonne température de l'eau chaude. En cas de chauffage insuffisant dû à un manque de soleil prolongé, c'est le thermostat du ballon d'eau chaude (22) qui compensera au tarif de nuit. 30 Lors du passage de la fonction Ballon d'eau chaude à celle du chauffage central, la pression dans le circuit sera ramenée à la pression de la chaudière par la soupape (25) et par la vidange (15). Description de l'invention pour le chauffage d'une piscine (fig. 2) : Pour cela l'échangeur sera relié directement à la bonde de fond de la piscine et à l'aspiration de la pompe et au circuit des lances de la piscine, l'accélérateur ne sera pas nécessaire ce qui simplifie l'installation. Fonctionnement pour le chauffage d'une piscine (fig. 2) : Le circuit piscine comprend un circuit de filtration (11) équipé d'une vanne (10), d'une pompe (8) et d'un moteur qui aspire l'eau de la piscine par la bonde de fond (12) et rejette l'eau filtrée par les lances de la piscine (22). La présente invention relie le circuit (17) du panneau solaire (1) au circuit (15) de la bonde de fond de la piscine, le circuit (16) au circuit (22) des lances de la piscine. Une vanne (14) évitera, en cas d'intervention sur le système, la vidange de la piscine. Dans cette invention c'est la pompe de la piscine qui régulera le circuit de réchauffage. Sécurité : Un thermostat actionnera le panneau solaire en position � repos � pour toute montée de température dans le ballon ou dans le chauffage central (changement d'angle du panneau solaire). Mais le cheminement Est/Ouest ne sera pas interrompu. 25 30 REVENDICATIONS1) Installation de chauffage solaire caractérisé à l'aide de lentilles (loupes).Ces lentilles seront fixées sur un panneau solaire par rangées serrées afin d'obtenir le plus de rayonnement possible dans un espace réduit et en fonction de la puissance de chauffe désirée. 2) Installation de chauffage solaire selon la revendication 1 caractérisé par un dispositif hydraulique permettant d'obtenir à l'aide des rayons solaires un chauffage 10 économique. Cette installation pourra être livrée sous forme de kit. 3) Installation de chauffage solaire selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par un panneau de lentilles (loupes) qui réchauffent un échangeur placé à distance de focalisation et dont la surface de chauffe sera égale à celle du panneau solaire. 4) Installation suivant les revendications 1 ou 2 et 3 caractérisé par un 15 panneau solaire qui permet de suivre le cheminement du soleil Est/Ouest et de corriger l'angle de progression entre l'hiver et l'été automatiquement. Pour cela des moteurs (5) et (6) équiperont les deux axes du panneau solaire. 5) Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte un organe de calcul, une mémoire de stockage du 20 programme et de l'électronique reliée à des moteurs et des moyens de vannage sous le contrôle de l'organe de calcul. 6) Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé afin de permettre de chauffer l'eau d'un chauffe eau traditionnel en branchant le panneau solaire équipé à l'entrée du circuit d'eau froide et à la sortie du circuit d'eau chaude 25 du chauffe-eau et de permuter le jour le solaire et la nuit le tarif de nuit si nécessaire. C'est le thermostat du chauffe-eau qui compensera cette demande. 7) Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé afin de permettre de chauffer un chauffage central traditionnel en branchant le panneau solaire dans le circuit d'eau froide et d'eau chaude. Ce chauffage viendra en 30 complément de la chaudière le jour. 8) Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée afin de permettre de chauffer un ballon d'eau chaude traditionnel et un chauffage central traditionnel et de permettre par des vannes 3 voies (ou électrovannes) de