Brevet FR2954817A1 — publié le 20110701

La présente invention concerne un dispositif permettant de réaliser un chauffage solaire au moyen de tubes solaires sous vide muni de caloduc en verre dans un collecteur solaire autovidangeable et sans pression. Cette invention utilise des tubes sous vide à caloduc en verre dont le brevet d'invention est référencé par le N° EP 1 752 720 Al. Par rapport aux tubes sous vide classiques à caloducs métalliques, ces tubes à caloducs en verre possèdent la propriété d'utiliser beaucoup moins de matière première et d'avoir ainsi un cout de fabrication plus faible ainsi qu'un plus faible impact écologique. Au total, la facilité de fabrication, les bonnes performances thermiques, les propriétés antigel et la faible température de stagnation font de ce tube un très bon compromis entre cout de fabrication et performance thermique. L'utilisation des tubes à caloducs en verre est actuellement cantonnée à être directement au contact de l'eau dans un cuve sans pression ou à être enfichés dans un collecteur en pression avec lequel les tubes réalisent leur échange thermique au moyen d'un contact entre le verre et un métal. La première solution impose que la cuve de stockage imbriquée avec les tubes soit en extérieur. En climat froid cela nuit au rendement thermique et peut endommager la cuve en cas de gel. En cas de forte insolation, la cuve peut aussi monter au delà de la température d'ébullition de l'eau et ainsi se vider en partie nécessitant un apport d'eau supplémentaire. Cet apport d'eau peut à la longue entartrer et endommager la cuve mais aussi détériorer progressivement le rendement de l'installation par le dépôts successifs de carbonate de calcium sur les extrémités des tubes. La deuxième solution nécessite la construction d'un collecteur comprenant un échangeur thermique métallique venant au contact du caloduc en verre. Le coût en matière première et le cout de fabrication reste important. D'autre part le collecteur étant en pression, il ne garantie pas le risque contre le gel et la surchauffe, il nécessite donc l'utilisation d'un fluide caloporteur. L'invention permet de réaliser une installation solaire comprenant des capteurs solaire tel que défini par l'invention et une cuve de stockage de l'eau situé à l'abri en intérieur. En cas de chauffe suffisante des capteurs, l'eau de la cuve est envoyée directement dans les capteurs pour y être réchauffée. Lorsque la température des capteurs est insuffisante pour réchauffer la cuve, l'eau contenue dans les capteurs se vidange par gravité dans le ballon. L'eau n'étant dans les capteurs qu'en cas de besoin, il ne peut y avoir de gel. Si la température des capteurs montent au delà du point d'ébullition de l'eau alors le système ne se met pas en route et le protège ainsi de la surchauffe. Dans ce cas de figure, la température de stagnation des tubes ne dépasse pas 130°C ce qui préserve le capteur contre les dégâts inhérents aux hautes températures. L'échange thermique avec l'eau de la cuve est direct, il n'existe pas d'échangeur. Le rendement en est amélioré ainsi que le coût de fabrication du collecteur. L'utilisation de l'eau comme vecteur de 1' échange thermique augmente aussi le rendement ainsi que le cout et l'impact écologique de l'installation. Les dessins annexés illustrent l'invention : Figure 1 : Dispositif de l'invention Figure 2 : Variante de l'invention Figure 3 : Autre variante de l'invention Figure 4 : Autre variante de l'invention En référence à ces dessins, le dispositif comporte un collecteur formé par une enveloppe externe(1) et une enveloppe interne(2) séparées par une couche d'isolant thermique. La partie 15 inférieure du collecteur est percée d'orifices afin d'accueillir les tubes sous vides. Seule la partie caloduc(3) du tube sous vide pénètre dans le collecteur. Le reste du tube(4) est exposé au soleil. Les dimensions du collecteur sont variables en fonctions du nombre de tubes sous vide à placer. Il existe deux variantes principales suivant que le collecteur comporte 2 ou 4 orifices. Ces orifices permettent l'écoulement de l'eau dans le collecteur. Dans ces deux variantes, les orifices sont placés de telle façon que lorsque le collecteur se rempli, la quasi totalité de l'air contenu 20 dans les capteurs puissent s'en échapper et lorsque le système solaire est en arrêt, la quasi totalité de l'eau sort du capteur par gravité et par siphonnage. Dans les 2 variantes plusieurs capteurs peuvent être reliés en série sans que cela nuise au remplissage et à la vidange de l'ensemble. Dans la première variante FIG 1 et FIG 2, le collecteur est muni de 4 orifices disposés sur les faces latérales(5)(6) ou sur la face postérieure du collecteur(7)(8). L'eau est injecté par un des 25 orifices bas et récupérée de l'autre coté par l'orifice supérieur. Les orifices libres sont bouchés. Dans la deuxième variante FIG 3 et FIG 4 , le collecteur est muni de 2 orifices sur la face latérale(9)(10) ou sur la face postérieure(11)(12). Dans ce cas un des orifices est muni d'une canule de siphonnage (12)(10) descendant dans le fond du collecteur. L'eau entre par l'orifice comportant la canule de siphonnage et ressort de l'autre coté. Le capteur ainsi défini selon l'invention est particulièrement destiné à la réalisation de système 30 de chauffage solaire bon marché, pourvu d'un bon rendement, ne nécessitant aucune mesure ou organe de sécurité pour lutter contre le gel ou la surchauffe et ayant un impact écologique moindre lors de la fabrication. 10 REVENDICATIONS1. Dispositif permettant de chauffer de l'eau chaude au moyen de tube sous vide avec caloduc en verre caractérisé en ce que il utilise un collecteur autovidangeable à pression atmosphérique. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le collecteur doit disposer d'orifices permettant un remplissage complet sans pression et une vidange complète par gravité. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le montage en série de plusieurs capteurs conserve les propriétés autovidangeable de l'invention. 15 20 25 30