Brevet FR3036173A1 — publié le 20161118

DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif de panneau rayonnant à énergie solaire passive utilisant l'énergie du rayonnement solaire le traversant ayant pour principe de faire monter en température l'air ambiant à la sortie du dispositif pour être diffuser à l'intérieur d'un bâtiment pour le chauffer. Les huisseries classiques d'un bâtiment qu'elles soient fixes, coulissantes ou à battants, avec leurs parois vitrés ont pour seules utilisations de faire rentrer la lumière naturelle du jour et le rayonnement solaire dans un bâtiment sans optimiser la transmission d'énergie du rayonnement solaire pour chauffer l'intérieur. Le dispositif selon l'invention permet d'utiliser de l'énergie passive grâce au rayonnement solaire direct couplé au rayonnement solaire indirect par réverbération traversant le dispositif pour chauffer l'air ambiant à sa sortie par deux sources de chaleur appliquant le principe de la conduction thermique de l'air et de la convection des matériaux utilisés. Le dispositif selon l'invention applique le principe simple d'un rayon lumineux rencontrant une surface réfléchissante, il se réfléchit, c'est à dire qu'il change de direction selon une loi simple: l'angle d'incidence égale 20 l'angle de réflexion (le taux de réverbération d'un miroir parfait est de wo % du rayonnement lumineux). Dans l'exemple d'application du dispositif, le panneau rayonnant se dispose parallèlement coté intérieur à la paroi vitrée (fixé par 4 vis au cadre de support réflecteur), avec une lame d'air entre le panneau rayonnant et la 25 paroi vitrée en double vitrage (fixation par joint), permettant à l'énergie du rayonnement solaire direct et issu du rayonnement solaire réfléchi sur les 4 faces réflectrices composant le cadre de support réflecteur de pénétrer dans le bâtiment au travers de la paroi vitrée, et par la combinaison du rayonnement solaire direct et réfléchi venant frapper le panneau rayonnant 30 de couleur sombre (noir) , à pour conséquence d'accentuer la température ambiante dans cette espace intermédiaire (lame d'air) entre le panneau rayonnant et la paroi vitrée, pour qu'ensuite l'air réchauffé soit diffusé par les multiples trous du panneau rayonnant en sortie du dispositif à l'intérieur du bâtiment permettant ainsi d'augmenter sa température de 35 manière passive (transmission énergétique). Sachant que par ces effets le 3036173 2 panneau rayonnant grâce à sa propre inertie monte en température, ayant pour conséquence de dégager en plus une chaleur par rayonnement en sortie du dispositif à l'intérieur du bâtiment. Le grand avantage de ce dispositif à ce jour qu'il faut mettre en avant, c'est 40 sa grande simplicité de mise en application et son mode de fonctionnement autonome, car il peut être installé à l'origine dans l'ouverture (tableau) d'un mur prévu à cet effet lors de la construction d'un bâtiment ou il peut s'adapter dans un mur après percement du tableau, sur des bâtiments existant en plus des huisseries classiques. Sachant que l'implantation de se 45 dispositif tient compte de l'exposition du soleil, à savoir que l'on peut insérer se même dispositif sur plusieurs faces du bâtiment et dans plusieurs de ces pièces les mieux exposées aux rayonnements solaires (Est, Sud, Ouest), pour multiplier les sources de chaleur et avoir la plus grande amplitude de réchauffement passive au cours d'une journée. Et au travers 50 de du panneau rayonnant, il à pour autre avantage de laisser passer les rayons lumineux du soleil de manière diffuse. L'avantage de l'utilisation de l'énergie solaire passive c'est qu'il s'agit d'une énergie abondante et non polluante et elle procure un confort de vie ressenti par les occupants d'un bâtiment par une chaleur ambiante saine. 55 Le dispositif selon l'invention permet de remédier aux inconvénients du coût actuel de l'énergie qu'il faut pour chauffer un bâtiment (électricité, gaz, bois, charbon, ect), c'est un compromis entre une source d'énergie inépuisable qu'est le soleil, et un dispositif très simple à mettre en oeuvre pour profiter d'une énergie passive en permettant de faire des économie 6o d'énergie. Se dispositif de chauffage passif peut aussi parfaitement venir en complément d'un autre moyen de chauffage dans un bâtiment utilisant une énergie dégageant des émissions de carbone directes ou induites. Selon des modes particuliers de réalisation : Le panneau rayonnant (i), peut être fabriqué en matière rigide avec des 65 matériaux composites ou en métal ayant comme propriété physique, une bonne inertie pour en-magasiner la chaleur et restituer plus intensément sa propre chaleur rayonnante (15). Le panneau rayonnant (i) est pré-percé de multiples trous (2) sur toute sa surface pour laisser passer l'air ambiant réchauffé à l'intérieur du bâtiment. 3036173 3 Le panneau rayonnant (1) devra avoir une étanchéité sur ces bords extérieurs, en contact avec le cadre de support réflecteur (3) et la paroi vitrée (9) en double vitrage. Le cadre de support réflecteur (3), est peut être fabriqué en matière rigide avec des matériaux composites, en métal ou en polychlorure de vinyle 75 (pvc). Le cadre de support réflecteur (3) comportera des fixations extérieures pour se fixer dans un mur. La paroi vitrée (9) en double vitrage devra être équipé d'un joint d'étanchéité entre la bordure intérieur du cadre de support réflecteur (3) et 8o la paroi vitrée (9) en double vitrage sur son contour extérieur, pour éviter les infiltrations d'eau extérieures. Les dessins annexés illustres l'invention : La figure 1 représente le panneau rayonnant (1) avec ces trous (2) pré-percés, vue de face. 85 La figure 2 représente le panneau rayonnant (1) avec ces trous (2) pré-percés et ces 4 trous de fixation (16), vue de droite. La figure 3 représente le cadre de support réflecteurs (3) avec ses 4 faces réflectrices (4,5,6,7), vue de face. La figure 4 représente le cadre de support réflecteur (3) avec un système de 90 fixation par pas de vis (8) et sa face supérieure (4), vue de droite. La figure 5 représente le cadre de support réflecteur (3), vue de dessus. La figure 6 représente le cadre de support réflecteur (3) avec le panneau rayonnant (1) en position et sa paroi vitrée (9) en double vitrage, vue de face. 95 La figure 7 représente le cadre de support réflecteur (3) avec le panneau rayonnant (1) et sa paroi vitrée (9) en double vitrage avec la lame d'air (io) entre les deux et avec un système de fixation par 4 vis (11), vue de droite en coupe. La figure 8 représente le principe l'énergie du rayonnement solaire direct 100 (13) et l'énergie du rayonnement solaire réfléchie (12) démontrant le 3036173 4 processus de réchauffement de l'air à la sortie du dispositif du panneau rayonnant à énergie solaire passive dans son ensemble grâce à la conjonction de son flux d'air ambiant réchauffé (14) sortant par les trous (2) du panneau rayonnant (i) et de la chaleur rayonnante (15) diffusée par 105 rayonnement issu de à la monter en température du panneau rayonnant (i), vue de dessus en coupe. La figure 9 représente le principe l'énergie du rayonnement solaire direct (13) et l'énergie du rayonnement solaire réfléchie (12) démontrant le processus de réchauffement de l'air à la sortie du dispositif du panneau 110 rayonnant à énergie solaire passive dans son ensemble grâce à la conjonction de son flux d'air ambiant réchauffé (14) sortant par les trous (2) du panneau rayonnant (1) et de la chaleur rayonnante (15) diffusée par rayonnement issu à la monter en température du panneau rayonnant (1), vue de droite en coupe. 115 La figure 10 représente le dispositif pour l'abrégé vue de droite en coupe. 120 125 3036173 5 130 VARIANTES Dans l'exemple d'application du dispositif de panneau rayonnant, une variante du dispositif peut être aussi conçue de forme rectangulaire (verticale), carré, rond (i face réflectrice en forme de cône) ou triangulaire (3 faces réflectrices). 135 Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante caractérisé en ce que les 4 faces réflectrices (4,5,6,7) est une surface qui est un effet miroir de par le matériaux (métal ayant une surface réfléchissante) constituant le cadre de support réflecteur (3). Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante 140 caractérisé en ce que, les 4 faces réflectrices (4,5,6,7) conçus en matériau réfléchissant soient fixées indépendamment sur les 4 faces extérieures du cadre de support réflecteur (3) qui serait constitué par un matériau n'ayant pas une taux suffisant de réverbération sur ces 4 faces extérieurs. Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante 145 caractérisé en ce que une ou plusieurs des 4 faces réflectrices (4,5,6,7), n'est pas d'angle ouvert sur l'extérieur, mais une ou plusieurs faces perpendiculaires à la paroi vitrée (9) en double vitrage. Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante caractérisé en ce que le panneau rayonnant (i) peut être fixé au cadre de 150 support réflecteur (3) par tout autre système de fixation. Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante caractérisé en ce que le panneau rayonnant (i) soit pré-percé de trous (2) de différentes formes et de différents nombres sur sa surface. Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante 155 caractérisé en ce que la paroi vitrée (9) en double vitrage peut être constitué de simple, triple ou quadruple vitrage. Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante caractérisé en ce que le verre constituant la paroi vitrée (9) en double vitrage, peut subir différent traitement pour changer ces caractéristiques 160 physiques pour améliorer les performances énergétiques du dispositif. 3036173 6 Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante caractérisé en ce que le verre constituant la paroi vitrée (9) en double vitrage, peut être traitée antireflet. Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante 165 caractérisé en ce que la paroi vitrée (9) en double vitrage, sa paroi vitrée extérieure peut avoir une surface bombée pour un effet de loupe. Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante caractérisé en ce que la paroi vitrée (9) en double vitrage, peut être fixée sur le cadre de support réflecteur (3), par une fixation mécanique sur son 170 contour ou tout autre moyen de fixation. Le dispositif de panneau rayonnant peut avoir une autre variante caractérisé en ce que le panneau rayonnant (1) peut s'adapter sur la(les) paroi(s) vitrée(s) d'une huisserie déjà existante à battant, coulissante ou fixe (soit sur sa totalité, soit sur sa partie basse), en se fixant parallèlement 175 et de manière étanche sur ces bords sur la(les) paroi(s) vitrée(s) intérieure(s) avec des ventouses ou tout autre moyen de fixation, et en adaptant des faces réflectrices sur les 3 bords du tableau de la fenêtre extérieurs d'un mur (2 cotés des murs verticaux et en bas sur l'appui), permettant ainsi d'appliquer le même principe de transmission énergétique 180 du rayonnement solaire du dispositif de l'invention du panneau rayonnant à énergie solaire passive. Le dispositif de panneau radian peut avoir une autre variante caractérisé en ce que la face réflectrice (6), son angle d'ouverture sur l'extérieur pourra être réglable, en fonction de l'angle de réflexion du rayonnement du soleil 185 au cours de l'année. A titre d'exemple non limitatif, le dispositif de panneau rayonnant dans son ensemble aura une dimension de l'ordre de o,90 mètre de largeur par 0,50 mètre de hauteur et 0,4o mètre de profondeur. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à tout type de 190 bâtiment ou habitation destiné à être chauffé.