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Timestamp: 2019-05-22 19:53:56+00:00
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EP0109374A1 - Apparatus for capturing solar energy on a roof or the like - Google Patents
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EP0109374A1
EP0109374A1 EP83870105A EP83870105A EP0109374A1 EP 0109374 A1 EP0109374 A1 EP 0109374A1 EP 83870105 A EP83870105 A EP 83870105A EP 83870105 A EP83870105 A EP 83870105A EP 0109374 A1 EP0109374 A1 EP 0109374A1
EP83870105A
Soetens Antoon
1982-10-08 Priority to BE0/209211A priority Critical patent/BE894656A/en
1982-10-08 Priority to BE209211 priority
1982-12-23 Priority to BE209806 priority
1982-12-23 Priority to BE0/209806A priority patent/BE895470A/en
1983-10-10 Application filed by Antoon Soetens filed Critical Antoon Soetens
1984-05-23 Publication of EP0109374A1 publication Critical patent/EP0109374A1/en
The apparatus comprises heat-conveying pipes (1), in which a heat exchanging fluid circulates.These pipes are intended to be placed on the roof (4) and are covered with essentially transparent covering pieces (2). They are arranged above the roof, thermally insulated in relation to the latter and enclosed in an essentially impermeable manner by the covering pieces (2). <IMAGE>
La présente invention est relative à un dispositif pour capter l'énergie solaire sur un toit ou analogue, comportant des conduites calorifères,dans lesquelles circule un fluide caloporteur, destinées à être posées sur le toit, et des pièces de couverture sensiblement transparentes recouvrant ces conduites. The present invention relates to a device for collecting solar energy on a roof or the like, having heaters pipes, in which a coolant circulates, intended to be laid on the roof, and substantially transparent cover pieces covering these pipes .
Un panneau solaire du type précité est déjà connu, notamment par la demande de brevet européen 0014682. A solar panel of the aforementioned type is already known, in particular by demand from European patent 0014682.
Toutefois, un tel panneau présente l'inconvénient de ne pouvoir être utilisé sur des couvertures de toit existantes réalisées par exemple en tuiles traditionnelles. However, such a panel has the disadvantage that it can be used on existing roof coverings made for example of traditional tiles.
Un des but essentiels de la présente invention consiste à proposer un dispositif pour capter l'énergie solaire pouvant être installé, sans nécessiter de la main d'oeuvre spécialisée, sur tout type de toit incliné présentant une couverture traditionnelle. A key purpose of the present invention to provide a device for collecting solar energy that can be installed without the need for skilled labor, on all types of pitched roof with a traditional cover. De plus, l'invention vise un dispositif à très haut rendement, qui soit relativement peu influencé par des variations climatiques brusques et par la nature même de la couverture du. Furthermore, the invention is a device very high efficiency, which is relatively insensitive to sudden climatic changes and the nature of the coverage. toit. roof.
A cet effet, suivant l'invention, les conduites sont posées au dessus du toit, isolées thermiquement par rapport à ce dernier et enfermées d'une manière sensiblement étanche par les pièces de couverture. To this end, according to the invention, the pipes are placed above the roof, thermally insulated relative to the latter and enclosed in a substantially sealed by the cover pieces.
Avantageusement, les conduites sont pourvues d'ailes calorifères. Advantageously, the pipes are provided with heaters wings.
Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse,.au moins les ailes précitées s'étendent à proximité de la face intérieure des pièces de couverture, tout en étant séparées de cette dernière par une lame d'air formant une couche sensiblement isolante. In a particularly preferred embodiment, .to least the aforementioned wings extend close to the inner face of the cover pieces, while being separated therefrom by an air gap forming a substantially insulating layer.
Suivant une forme de réalisation particulière, les conduites sont constituées par des éléments s'étendant sensiblement parallèlement les uns aux autres sur un toit inclinée suivant le sens d'inclinaison de ce dernier, des pièces de couverture présentant une section transversale sensiblement cylindrique recouvrant ces éléments. According to a particular embodiment, the pipes are constituted by elements extending substantially parallel to each other on a sloping roof in the direction of inclination of the latter, cover parts having a substantially cylindrical cross section covering these elements .
Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, des raccords étagés sont prévus pour relier les pièces de couverture dans le prolongement les unes des autres et en gradins sur un toit comportant des plaques se chevauchant partiellement, telles que des tuiles. According to a preferred embodiment of the invention, stepped couplings are provided for connecting the cover parts in the extension of each other and in tiers on a roof having plates partially overlapping, such as tiles.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre d'exemple non limitatif, de quelques formes de réalisation particulières d'un dispositif, suivant l'invention,pour capter l'énergie solaire,avec référence aux dessins annexés. Further details and features of the invention will emerge from the description given by way of example, some particular embodiments of a device according to the invention, to capture solar energy, with reference to the accompanying drawings.
La figure 1 est une coupe transversale d'une partie d'une première forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. Figure 1 is a cross section of a portion of a first embodiment of a device according to the invention.
La figure 2 est une coupe longitudinale d'une autre partie de cette première forme de réalisation de l'invention. Figure 2 is a longitudinal section through another part of this first embodiment of the invention.
La figure 3 est une vue partielle en perspective d'un ensemble de deux tuiles équippées d'une deuxième forme de réalisation du dispositif suivant l'invention, dans laquelle certaines parties ont, pour la clarté, été omises. Figure 3 is a partial perspective view of an assembly of two équippées tiles of a second embodiment of the device according to the invention, wherein some parts have, for clarity, been omitted.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Figure 4 is a section along the line IV-IV of Figure 3.
La figure 5 est, à plus grande échelle, une coupe longitudinale, suivant la figure 3. Figure 5 is, on a larger scale, a longitudinal section according to Figure 3.
Dans les différentes figures les mêmes chiffres de référence concernent les mêmes éléments ou des éléments similaires. In the various figures the same reference figures refer to the same or similar elements.
Le dispositif suivant l'invention pour capter l'énergie solaire sur un toit ou analogue comprend une série de conduites calorifères 1 dans lesquelles circule un fluide caloporteur et des pièces de couverture 2 sensiblement transparentes, réalisées de préférence en verre, qui recouvrent ces conduites 1. The device of the invention for capturing solar energy on a roof or the like comprises a series of pipes radiators 1 in which a coolant circulates and cover parts 2 substantially transparent, preferably made of glass, which cover these pipes 1 .
Ce dispositif est caractérisé par le fait que ces conduites 1 sont posées au-dessus du toit 4, isolées thermiquement par rapport à ce dernier et enfermées d'une manière sensiblement étanche dans une enceinte 3 par ces pièces 2. Les conduites 1 sont pourvues d'ailes l' qui sont également calorifères et qui s'étendent à proximité de la face intérieure des pièces de couverture 2, tout en étant séparées de cette dernière par une lame d'air 3' dont l'épaisseur est telle qu'elle forme une couche sensiblement isolante, c'est-à-dire dans laquelle les courants de convection sont limités au stricte minimum. This device is characterized in that these pipes 1 are placed above the roof 4, thermally insulated relative to the latter and enclosed in a substantially sealed manner in a chamber 3 by the parts 2. The pipes 1 are provided with wing the heaters which are also and which extend close to the inner face of the cover pieces 2, while being separated therefrom by an air gap 3 'whose thickness is such that it forms a substantially insulating layer, that is to say in which convection currents are limited to the minimum. L'épaisseur de cette lame d'air peut par exemple être de l'ordre de 1 à 1,5 cm. The thickness of this air gap may for example be of the order of 1 to 1.5 cm.
En pratique, ces conduites 1 sont généralement constituées par des éléments rectilignes sensiblement rigide s'éendant, à une certaine distance les uns des autres, sur un toit incliné 4 suivant la direction d'inclinaison de ce dernier. In practice, these pipes 1 are generally formed by substantially rectilinear rigid elements éendant, at a distance from each other, on an inclined roof 4 in the direction of inclination of the latter. La couverture du toit étant par exemple constituée par des tuiles traditionnelles, la longueur de ces éléments est légèrement inférieure à celle des tuiles pour tenir compte de leur chevauchement. Roof covering being for example constituted by traditional tiles, the length of these elements is slightly less than that of the tiles to take account of their overlap.
Les pièces de couverture 2 ont également sensiblement la même longueur que les éléments de conduite 1 et présentent, dans les formes de réalisation montrées aux figures,une section transversale sensiblement cylindrique, correspondant plus particulièrement à un demi-cylindre. The cover pieces 2 also substantially the same length as the pipe elements 1 and have, in the embodiments shown in the figures, a substantially cylindrical cross-section, more particularly corresponding to half a cylinder.
De plus, comme montré à la figure 1, dans une forme de réalisation avantageuse la pièce de couverture 3 s'étend tout autour des conduites 1. In addition, as shown in Figure 1, in an advantageous embodiment the covering part 3 extends around the pipes 1.
Ainsi, la partie 2' de la pièce de recouvrement s'étendant au-dessus et latéralement par rapport aux conduites présente une forme cylindrique, tandis que la partie inférieure 2" de cette pièce est applatie et constitue une base par laquelle elle peut reposer sur le toit en formant donc une isolation supplémentaire qui permet d'éviter la pénétration d'humidité dans l'enceinte 3 due à la porosité des tuiles par exemple. Dans cette enceinte 3 est introduite, en dessous des ailes l',une matière isolante sensiblement rigide 3', telle que du polyuréthane rigide. Ainsi, cette matière supporte et maintient chaque élément de conduite 1 avec ses ailes l'en place dans l'enceinte 3, à une certaine distance de la partie courbée 2' de la pièce de couverture correspondante. Thus, the part 2 'of the cover part extending above and laterally of the pipes has a cylindrical shape, while the lower part 2 "of this part is flattened and provides a basis by which it can be based on the roof thus forming an additional insulation which prevents the penetration of moisture into the chamber 3 due to the porosity of the tile, for example. in this chamber 3 is introduced, in underwing the, insulating material substantially rigid 3 ', such as rigid polyurethane. Thus, this material supports and maintains each pipe element 1 with the wings in place in the chamber 3 at a certain distance from the curved portion 2' of the cover piece corresponding.
Afin d'obtenir une absorption maximale de l'énergie solaire par les ailes l', la face de ces dernières dirigée vers la pièce de couverture présente une couleur mate foncée et est légèrement rainurée. In order to obtain maximum absorption of solar energy by the wings the the face of the past directed to the cover piece has a dark matte color and slightly grooved.
Chaque pièce de couverture 2 est reliée à celle située dans son prolongement par un raccord étagé 5 présentant deux gradins 6 et 7 s'adaptant, à l'endroit où deux panneaux de couverture d'un toit, telle que des tuiles, se chevauchent, sur les extrémités 8 et 9 en regard de deux pièces de couverture successives. Each cover piece 2 is connected to that located in its prolongation by a stepped connector 5 having two tiers 6 and 7 adapting, where two cover panels of a roof, such as tiles, overlap, on the ends 8 and 9 compared to two successive cover pieces. La fixation des raccords 5 sur les pièces 2 peut par exemple être réalisée au moyen d'une colle à base de silicone. Attaching fittings 5 ​​on parts 2 may for example be performed by means of a silicone adhesive. D'une manière analogue, les pièces 2 peuvent être tenue en place sur la toiture 4 par des joints 21 d'une même colle. Analogously, parts 2 can be held in place on the roof 4 by seals 21 of the same glue.
Les deux extrémités des p.ièces de recouvrement 2, qui dans cette première forme de réalisation se présentent sous forme de gaines, sont obturées à leurs deux extrémités opposées par des plaquettes 20, de manière à former des boîtiers parfaitement étanches contenant chacun une portion de conduite 1 avec ses ailes l' et la matière isolante 3'. Both ends of the cover p.ièces 2, which in this first embodiment are in the form of ducts, are closed at their two opposite ends by plates 20 so as to form completely sealed enclosures each containing a portion of pipe 1 with its wings the insulating material and the 3 '.
Les extrémités des éléments de conduite 1, disposés en gradins dans le prolongement les uns des autres,sont reliés entre eux par des tuyaux flexibles 1 5 s'étendant à travers les raccords 5. The ends of the pipe elements 1, arranged in tiers in the extension of each other, are interconnected by flexible hoses 1 5 extending through the connections 5.
Avantageusement, un trou 5' est ménagé dans les raccords 5 pour permettre d'injecter dans ces derniers une matière isolante sensiblement analogue à celle utilisée dans l'enceinte 3. Par ses propriétéscollantes, cette matière peut en même temps servir comme moyen pour fixer ces raccords 5, et donc indirectement les pièces de couverture 2 avec les conduites 1, par rapport au toit. Advantageously, a hole 5 'is formed in the connectors 5 to enable to inject into the latter insulating material substantially similar to that used in the enclosure 3. By its propriétéscollantes, this material can at the same time serve as means for securing these fittings 5, and thus indirectly the cover pieces 2 with the pipes 1, relative to the roof.
Les figures 3 à 5 représentent une deuxième forme de réalisation du dispositif suivant l'invention pour capter de l'énergie solaire. Figures 3 to 5 show a second embodiment of the device according to the invention for capturing solar energy. Cette forme de réalisation se distingue essentiellement par rapport à celle des figures 1 et 2 par le fait qu'elle fait usage d'un type spécial de tuile et qu'elle comporte un double circuit de fluide caloporteur circulant dans des conduites superposées 1 et 10 isolées thermiquement les unes par rapport aux autres par une couche de matière isolante 13. This embodiment essentially differs with respect to that of Figures 1 and 2 in that it makes use of a special tile type and it comprises a double refrigerant circuit flowing in superimposed pipes 1 and 10 each thermally isolated with respect to the other by an insulating material layer 13.
Ainsi, la conduite supérieure 1 correspond à la conduite 1 de la précédente forme de réalisation et est donc isolée par rapport aux tuiles 4. Thus, the upper conduit 1 corresponding to the line 1 of the previous embodiment and is insulated with respect to the tiles 4.
La conduite 10 présente une base plane 12 qui est en contact intime avec les tuiles 4 et qui a donc pour but d'utiliser la chaleur des tuiles même pour chauffer le fluide circulant dans la conduite 10. Les conduites 1 et 10, ' comme les conduites 1 de la première forme de réalisation, sont constituées par des éléments ou portions de tubes rectilignes dont la longueur est quelque peu plus petite que celle d'une tuile. The pipe 10 has a flat base 12 which is in intimate contact with the tiles 4 and which is therefore intended to use the heat of the same tiles to heat the fluid flowing in the pipe 10. The pipes 1 and 10, 'such as pipes 1 of the first embodiment, are constituted by elements or portions of straight tubes whose length is somewhat smaller than that of a tile.
Les différentes portions de tube de la conduite 1 sont reliées entre elles par des tuyaux flexibles 15, alors que les portions de tube de la conduite 10 sont reliées entre elles par des tuyaux flexibles 14. The different pipe 1 tube portions are interconnected by hoses 15, while the pipe portions of the pipe 10 are interconnected by flexible pipes 14.
Les portions de tube 10 peuvent être positionnées'dans un creux 19 prévu dans les tuiles. The tube portions 10 may be positionnées'dans a hollow 19 provided in the tiles.
Enfin, la face inférieure des tuiles peut être recouverte d'une couche de matière isolante 22. Finally, the underside of the tiles may be covered with a layer of insulating material 22.
Lorsque le toit est formé de panneaux ondulés, les conduites 1 avec leurs pièces de couvertures 2 peuvent être posées dans le fond des ondes de ces dernières, toujours de manière a ce que les conduites soient isolées par rapport aux panneaux. When the roof is formed from corrugated sheets, pipes 1 with their cover parts 2 can be placed in the bottom of the waves of the latter, always so that the pipes are insulated with respect to the panels.
Dans une autre forme de réalisation encore de l'invention, si la couverture du toit est par exemple formée par une couche de bitume, les pièces de couvertures pourraient être formées par des plaques ou panneaux ondulés transparents. In another embodiment yet of the invention, if the roof covering is for example formed by a bitumen layer, the covers of parts may be formed by corrugated plates or transparent panels.
Il est encore important de noter que si on fait usage de pièces de couverture courbées,comme dans les formes de réalisation décrites ci-dessus, par le fait qu'elles font saillies par rapport au toit, des rayons solaires même très obliques pourront atteindre directement les conduites 1 et leurs ailes 1'. It is still important to note that if use is made of curved cover pieces, as in the embodiments described above, in that they protrude to the roof, very oblique even sunlight can reach directly lines 1 1 and their wings.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre du présent brevet. It is understood that the invention is not limited to the embodiments described above and that many variants can be envisaged within the scope of this patent.
1. Dispositif pour capter l'énergie solaire sur un toit ou analogue, comportant des conduites calorifères dans lesquelles circule un fluide caloporteur, destinées à être posées sur le toit, et des pièces de couverture sensiblement transparentes recouvrant ces conduites, caractérisé en ce que les conduites sont posées au dessus du toit, isolées thermiquement par rapport à ce dernier et enfermées d'une manière sensiblement étanche par les pièces de couverture. 1. Apparatus for collecting solar energy on a roof or the like, having heaters pipes in which a coolant circulates, intended to be laid on the roof, and substantially transparent cover pieces covering these pipes, characterized in that the lines are laid above the roof, thermally insulated relative to the latter and enclosed in a substantially sealed by the cover pieces.
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les conduites sont pourvues d'ailes calorifères. 2. Device according to Claim 1, characterized in that the conduits are provided with heaters wings.
3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins les ailes précitées s'étendent à proximité de la face intérieure des pièces de couverture, tout en étant séparées de cette dernière par une lame d'air formant une couche sensiblement isolante. 3. Device according to Claim 2, characterized in that at least the aforementioned wings extend close to the inner face of the cover pieces, while being separated therefrom by an air gap forming a substantially insulating layer .
4. Dispositif.suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les conduites sont constituées par des éléments d'étendant sensiblement parallèlement les uns aux autres sur un toit inclinée suivant le sens d'inclinaison de ce dernier, des pièces de couverture présentant une section transversale sensiblement cylindrique recouvrant ces éléments. 4. Dispositif.suivant to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lines are constituted by elements extending substantially parallel to each other on a sloping roof in the direction of inclination of the latter, the cover parts having a substantially cylindrical cross section covering these elements.
5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les ailes calorifères s'étendent suivant une surface cylindrique ayant sensiblement le même centre de courbure que les pièces de couvertures, les conduites se situant sur le côté intérieur de cette surface cylindrique. 5. Device according to Claim 4, characterized in that the heaters wings extend along a cylindrical surface having substantially the same center of curvature as the parts covers, pipes lying on the inside of this cylindrical surface.
6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pièces de couverture s'étendent tout autour des conduites. 6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the cover pieces extend around the pipes.
7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la partie des pièces de couverture s'étendant au dessus et latéralement par rapport aux conduites présente une forme sensiblement cylindrique, tandis que la partie inférieure à cette pièce est applatie et constitue une base par laquelle la pièce de couverture peut reposer sur le toit. 7. Device according to Claim 6, characterized in that the portion of the cover pieces extending above and laterally of the conduits has a substantially cylindrical shape, while the lower part in this part is flattened and provides a basis for which the cover piece can rest on the roof.
8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les conduites sont séparées du toit par une matière isolante sensiblement rigide, telle qu'une mousse rigide de polyuréthane. 8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the lines are separated from the roof by a substantially rigid insulating material such as rigid polyurethane foam.
9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la matière isolante recouvre la face des ailes calorifères opposée à celle dirigée vers les pièces de couverture. 9. Device according to Claim 8, characterized in that the insulating material covers the face of the heaters wings opposite to that directed towards the cover pieces.
10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la face des ailes dirigée vers les pièces de couverture est légèrement rainurée. 10. Apparatus according to any of claims 2 to 9, characterized in that the face of the wings directed towards the cover pieces is slightly grooved.
11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que des raccords étagés sont prévus pour relier des pièces de couverture dans le prolongement les unes des autres et en gradins sur un toit comportant des plaques se chevauchant partiellement, telles que des tuiles. 11. Apparatus according to any one of claims 1 to 10, characterized in that stepped couplings are provided for connecting the cover parts in the extension of each other and in tiers on a roof having plates partially overlapping, such as tiles.
12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les conduites sont constituées par des éléments rigides disposés en gradins et dans le prolongement les uns des autres et reliés entre eux par des tuyaux sensiblement flexibles s'étendant à travers les raccords étagés. 12. Device according to Claim 11, characterized in that the lines are constituted by rigid elements arranged in tiers and in the extension of one another and interconnected by substantially hoses extending through the stepped fittings.
13. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que chaque pièce de couverture est constituée par une gaine fermée de manière sensiblement étanche à ses deux extrémités opposées et contenant une portion de conduite avec ses ailes calorifères maintenues en place par de la matière isolante. 13. Apparatus according to any one of claims 8 to 12, characterized in that each cover part is formed by a closed housing in a substantially sealed manner at its two opposite ends and containing a portion of its driving heaters wings held in place by insulating material.
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