CHAUFFE-EAU SOLAIRE
L'invention se rapporte au domaine du chauffage de l'eau par l'utilisation de l'énergie solaire.
Les chauffe-eau solaires habituels comportent en général
un collecteur solaire formé d'un absorbeur d'énergie solaire parcouru par de l'eau dont la circulation forcée ou naturelle transfère l'énergie collectée à un réservoir d'eau réchauffer séparé, formant l'autre partie du chauffe-eau.
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chauffer est intégré dans le collecteur solaire.
Ce système tout en présentant une importante simplification, est toutefois difficile à réaliser économiquement, du fait de l'exigence d'avoir un réservoir unique étanche qui doit résister à la pression, à la corrosion et aux sollicitations thermiques.
La présente invention a pour objet de remédier à ces divers inconvénients et permet de réaliser un chauffe-eau solaire d'un prix de revient relativement bas, tout en éliminant les problèmes d'étanchéité et de corrosion.
Le chauffe-eau solaire faisant l'objet de la présente invention combine en un seul appareil les fonctions d'absorption de l'énergie solaire, du stockage de la chaleur et de
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L'invention a pour objet un chauffe-eau solaire caractérisé en ce qu'il comprend un absorbeur d'énergie solaire, au moins deux réservoirs pour le fluide de stockage de la chaleur, placés côte � côte, dont les parois sont constitues d'une partie de l'absorbeur et d'une enveloppe rigide, et un échangeur de chaleur entre ledit fluide et l'eau à réchauffer. Suivant la présente invention le chauffe-eau solaire est caractérisé en ce que le fluide de stockage de la chaleur est contenu dans des poches étanches en matériau souple. L'absorbeur d'énergie solaire est d'un type connu, par exemple une tôle métallique plane dont une des faces est recou-verte d'un revêtement absorbant pour le spectre solaire.
Tout autre matériau tel qu'une plaque de matière plastique peut être utilisé.
Le chauffe-eau solaire comprend au moins deux réservoirs pour le fluide de stockage de la chaleur.
Ces réservoirs sont placés cote à c8te et leurs parois sont formées d'une part de l'absorbeur d'énergie solaire et d'autre part d'une enveloppe rigide. Cette enveloppe rigide est
une tôle rigide profilée. Suivant une réalisation préférentielle de l'invention, cette enveloppe rigide soutient
des poches étanches en matière souple dans lesquelles se trouve le fluide de stockage de la chaleur.
Le nombre voulu d'ondes est choisi en fonction du nombre
de réservoirs à former. Cette enveloppe rigide a pour fonction de soutenir les poches étanches en matière souple et d'apporter la résistance mécanique. La tôle métallique rigide peut être éventuellement remplacée par tout autre matériau rigide ayant des propriétés similaires. Les poches étanches en matière souple sont obtenues à partir de tout
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supporte principalement les contraintes thermiques. Suivant une réalisation préférentielle, on utilise une feuille de fluorure de polyvinylidène résistant jusqu'à environ
180[deg.]C. Pour le choix du matériau il faut tenir compte des pointes de températures pouvant survenir.
Le chauffe-eau solaire comprend outre l'absorbeur d'énergie solaire et les réservoirs pour le fluide de stockage de la chaleur, un échangeur de chaleur d'un type quelconque ayant pour fonction le transfert de chaleur du fluide de stockage thermique vers l'eau à réchauffer.
L'ensemble des divers composants du chauffe-eau solaire décrits ci-avant est placé par exemple dans un caisson isolé thermiquement muni d'une couverture transparente en verre ou matière plastique, placée au-dessus, à une certaine distance, par exemple 3 centimètres de la plaque d'absorbeur de l'énergie solaire.
Cet ensemble constitue en soi une unité modulaire qui peut être connectée en série ou en parallèle.
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de 0,15 à 0,25 m d'épaisseur et de 0,5 à 2 m de largeur.
Cette unité modulaire présente une surface utile d'absorption de l'énergie solaire de 0,5 iL 8 m2.
Toutefois, les dimensions seront choisies de telle manière
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mant l'unité modulaire.
Le volume des poches contenant le fluide de stockage tbermique est en général compris entre 10 et 50 litres.
A chacune de ces poches soutenues par l'enveloppe rigide, est associée une partie de la surface absorbante de l'énergie solaire. Le volume de chaque réservoir pour le fluide de stockage thermique correspond à celui des poches.
Le rapport de la surface d'absorption d'énergie solaire associé au volume de chaque poche ou réservoir, variera géné-
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par litre.
Suivant l'utilisation du chauffe-eau solaire et le régime climatique auquel il sera soumis, ce rapport est choisi de manière à obtenir les meilleurs performances du chauffe-eau. Le fluide de stockage peut être un fluide quelconque par exemple de l'eau ou une huile de transfert de chaleur. De préférence, l'eau est utilisée.
L'eau à réchauffer circule sous sa pression d'utilisation
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rieurement,soit intérieurement aux poches, afin de bénéficier d'un meilleur échange de chaleur.
Les poches des réservoirs peuvent être connectées entre elles de façon par exemple à avoir un orifice commun pour le remplissage du fluide de stockage. Il y a lieu également de prévoir une connexion à l'atmosphère.
Les avantages de la présente invention sont nombreux.
Le stockage intégré au collecteur solaire est réalisé par
un assemblage composite séparant la fonction d'étanchéité réalisée par les poches en matériau souple et la résistance mécanique réalisée par l'enveloppe rigide formant une structure de type cellulaire.
La structure cellulaire de l'enveloppe diminue les sollicitations mécaniques et permet de minimiser l'utilisation
de matière.
La construction fait appel à des techniques d'assemblage plut8t que de façonnage, et est à ce titre plus automatisable et permet de diminuer les coûts de fabrication.
Le choix des matériaux de l'absorbeur ainsi que du rapport
de la capacité thermique du stockage à la surface d'absorbeur peuvent être adaptés aisément en fonction des climats
où l'appareil est utilisé.
Du fait de la simplicité de construction et d'installation
du chauffe-eau solaire, on arrive à ce que le coût de l'unité d'énergie produite par ce chauffe-eau est très faible
et inférieur aux systèmes classiques connus.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple non limitatif suivant.
Les figures 1 et 2 représentent respectivement en coupe transversale et longitudinale une réalisation d'une unité modulaire. Suivant les figures 1 et 2, l'unité modulaire comprend un absorbeur d'énergie solaire 1, quatre réservoirs 2, 3,
4, et 5 pour le fluide de stockage. thermique et un échangeur de chaleur représenté par les tuyauteries d'entrées et de sorties 7 et 8.
Les parois de ces réservoirs sont constitués d'une partie
de l'absorbeur 1 et d'une enveloppe rigide 6.
L'enveloppe rigide est constituée d'une tôle profilée en
acier galvanisé de 0,75 mm dont la profondeur d'ondes est
de 60 mm et d'entre'axes de 210 mm.
L'enveloppe rigide est assemblée à l'absorbeur par rivetage. Des poches étanches 9, 10, Il et 12 ont été. réalisées
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L'absorbeur d'énergie solaire est constitue d'une tôle en acier galvanisé d'épaisseur de 0,63 mm recouverte sur sa face exposée au soleil d'un revêtement sélectif constitue d'une fine couche de chrome noir.
La tuyauterie constituant l'échangeur est formée de tubes
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des poches. L'étanchéité entre poches et tuyauterie est obtenue par thermoscellage.
Les divers composants sont placés dans un bac en tôle galvanisée prépeinte et pliée 13, garni au fond et sur les cotes d'isolant en polyuréthane rigide 14. Une couverture vitrée
15 de 4 mm d'épaisseur trempée est placée il 3 cm au dessus de l'absorbeur 1.
L'unité modulaire ainsi obtenue atteint un coût de fabrication total d'au moins 40 X inférieur aux autres solutions correspondant au réservoir unique. Au terme d'une journée d'ensoleillement correspondant à 4 kWh/m2 d'énergie incidente dans le plan du capteur on a réalisé avec une unité
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compatible avec une utilisation par exemple d'eau chaude domestique.
REVENDICATIONS
1. Chauffe-eau solaire caractérisé en ce qu'il comprend
un absorbeur d'énergie solaire, au moins deux réservoirs pour le fluide de stockage de la chaleur, placés cote à côte, dont les parois sont constitués d'une partie de l'absorbeur et d'une enveloppe rigide, et un échangeur de chaleur entre ledit fluide et l'eau à réchauffer.