EP0065550A1 - Capteur solaire et son application en tant que revetement de toiture - Google Patents

Capteur solaire et son application en tant que revetement de toiture

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EP0065550A1
EP0065550A1 EP81903233A EP81903233A EP0065550A1 EP 0065550 A1 EP0065550 A1 EP 0065550A1 EP 81903233 A EP81903233 A EP 81903233A EP 81903233 A EP81903233 A EP 81903233A EP 0065550 A1 EP0065550 A1 EP 0065550A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fibers
solar collector
nonwoven
layer
flexible
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP81903233A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Yves K-Gall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GALL JEAN YVES K
Original Assignee
GALL JEAN YVES K
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from FR8122097A external-priority patent/FR2517035A2/fr
Application filed by GALL JEAN YVES K filed Critical GALL JEAN YVES K
Publication of EP0065550A1 publication Critical patent/EP0065550A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/67—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of roof constructions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/50—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates
    • F24S10/501—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates having conduits of plastic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
    • F24S10/95—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Definitions

  • the invention relates to a solar collector. It also relates to the application of this solar collector as a roof covering.
  • Solar collectors which consist of tubes in which water circulates and which are exposed to solar radiation.
  • the tubes are sometimes assembled together so as to constitute a panel intended to be, for example, placed on a roof slope.
  • the tubes can be metallic and joined to each other. They can also be formed by metal plates with gutters facing each other and connected to each other by flat parts, the flat parts of one plate being in contact with the flat parts of the other plate.
  • the tubes are made of plastic, connected by tabs, the assembly forming a rigid panel.
  • a roof comprises various components intended to satisfy the multiple conditions which it must first meet as a structural member of a building, also with regard to water tightness and thermal insulation, etc.
  • roofing has been used to an increasing extent to contribute to the collection of thermal energy from solar radiation.
  • a solar collector comprising a conduit in which water circulates and arranged to receive the rays of the sun.
  • the entire roof thus has a somewhat heterogeneous character, which makes construction relatively complicated.
  • a thermal insulating layer is placed on the slab and then a layer of sealing, for example of bituminous nature.
  • the solar collector according to the invention represents an extremely simple solution to the various problems posed by the manufacture and use of solar collectors and is in particular devoid of the drawbacks mentioned above. It is characterized in that the fluid circulation conduit, usually water, is formed by a flexible envelope enclosing an inner lining of fibers.
  • the fibers are those constituting a flat nonwoven.
  • Nonwovens find many uses in industry. Construction, public works.
  • the invention provides a process which, starting from a flat nonwoven, consisting of fibers assembled by a simple needle, involves coating a nonwoven web with an impermeable layer, and conforming it to produce a flat waterproof duct which can be used for water circulation.
  • the water circulation interval remains under the various conditions of use.
  • the deformation capacity of the sheet allows it to resist the forces developed by the effect of the gel.
  • the presence of the fibers of the nonwoven inside the duct makes it possible to control the speed of circulation of the water.
  • the invention provides for the use of a very long continuous web which is cut along strips of desired length, the juxtaposition of which is capable of responding to the various widths of the supports to be fitted.
  • the supply and the exit of the liquid to be heated can take place by tubes bordering two parallel sides of the flat duct and open or having orifices towards the interior of said duct.
  • the invention provides for the continuity of the sealing on the sides of a duct by conformation of the impermeable surface layer and absence or reduction of thickness of the nonwoven in the areas assigned to the connections.
  • the subject of the invention is also a covering for a support such as a roof, characterized in that, comprising a hollow flexible panel, of the impermeable wall facing outwards, on which fibers, advantageously non-woven, depend, inside the panel.
  • woven, the other wall of the pannea, parallel to the first and constituted by a film or layer, has, opposite the interior of the enclosure, a non-woven lining through which the covering is stickable by a film or layer covering the support.
  • FIG. 1 is a plan view of a flat solar collector duct according to the invention.
  • FIG. 2 is a sectional view along line II-II of Figure 1;
  • - Figure 3 is a view on a smaller scale, in section along the line III-III of Figure 1;
  • Figure 4 shows in section a nonwoven ply from which the flat duct is made; diary obtained from the web of Figure 4;
  • - Figure 6 is. a perspective view of the product in a later phase
  • - Figure 7 is a perspective view of a flat duct according to the invention for another embodiment
  • FIG. 8 is a sectional view of said flat duct
  • Figure 9 is similar to Figure 8, but for a variant
  • FIG. 10 is a view of several flat conduits laid on a roof slope.
  • - Figure 11 is a schematic sectional view of a nonwoven
  • - Figure 12 is a view of the nonwoven after a calendering operation
  • FIG. 13 shows the nonwoven on which has been applied an emulsion transformed into film
  • - Figure 14 shows a phase this conformation
  • - Figure 15 is a schematic cross-sectional view of a strip intended to cooperate with the strip whose section has been shown in Figure 14;
  • FIG. 17 shows a solar collector unit used as a waterproofing coating for a terrace 7
  • a rectangular sheet element 11 of nonwoven (FIGS. 1 to 3) constituted by fibers 12 whose cohesion is obtained by simple needling.
  • This element is coated on its upper face with a thin and flexible waterproof layer 13 and, after turning over, on its other face also with a waterproof, thin and flexible layer 14.
  • the element 11 are joined, on its edges 15 and 16, tubes 17 and 18 whose parts turned towards the center that the element have perforations 19 and 21.
  • the assembly is obtained by extending the layers 13 and 14 around these external parts 22 and 23 of the tubes, as shown in 24 and 25, for layer 13, and 26 and 27 for layer 14.
  • On the edges 28 and 29 per a cover as shown in 31, 32 and 33, 34 ( Figure 3).
  • the fibers keep a constant thickness at the flat duct and increase the surface of transmission to the liquid of the heat captured by the waterproof layer exposed to the sun. They ensure, by their texture, the behavior of the flat duct in particular with regard to the expansions due to temperature increases or to frost.
  • a non-woven ply 41 (FIG. 4), which can be very long, as coming from a roll or reel so as to be able to form the.
  • This ply 41 is hot calendered until almost completely crushed limitatively on its two longitudinal edges 42 and 43 so as to constitute, on either side of its central part 44, two margins 45 and 46 ( Figure 5) d '' a thickness much less than that of the central part.
  • the lower face 47 of the sheet thus prepared is coated with a flexible and impermeable layer 50 both on its central part 48 and on its marginal parts 49 and 51. Or else the calendering takes place after coating of the sheet with an impermeable layer. Then the marginal parts are bent along half-cylinders 54 and 55 ( Figure 6).
  • the upper part 56 of the ply 41 is then re covered with a flexible and impermeable layer 57, which is connected, with hemming, by its lateral edges 58 and 59, to the edges 61 and 62 of the curved parts of the layer 50.
  • the flat flexible sleeve thus obtained is completed along a conduit by stapling the transverse margins 72 and 73 (FIGS. 7 and S) that the upper layer 57, protruding with respect to the nonwoven 41, lower che 50, the staples having been shown diagrammatically at 76.
  • Two bands 77 and 78 are glued or formed astride the seals formed by the upper marginal and lower marginal bands 72, 73 and 74, 75 and contribute to sealing.
  • the lower layer 50 is extended transversely by flaps, respectively 79, 80 whose edges 91 and 92 are applied against the upper layer 57 with the interposition of a seal, respectively 93, 94.
  • a flat duct 71 is thus obtained, the sealed envelope of which is constituted by the upper layer 57, the lower layer 50, the semi-cylindrical parts 54 and 55 of the latter and the transverse strips or flaps, 72-75 filled with fibers of the non-woven over most of its internal volume with the exception of the marginal parts 64 and 65 adjacent to the half-cylinders 54 and 55, which are empty spaces.
  • the latter are used for the inlet and outlet of fluid, for example by the diagonally opposite ends 66 and 67 of the empty spaces 64 and 65.
  • Such conduits can be used directly as solar collectors by circulating a liquid like water in the flat gap filled with fibers which connects them the longitudinal gutters without fibers 64 and 65.
  • the water is in contact with the layer exposed to the sun, for example layer 57.
  • the fibers filling this gap and which depend directly on said layer contribute to the heating of the water without appreciably restricting the passage section.
  • the fibers also contribute to the good mechanical strength of the duct.
  • the fibers also slow down the flow of water: the slow circulation is favorable to the rise in its temperature by the effect of solar radiation.
  • FIG 10 there is shown such flexible ducts or panels 81 1 , 81 2 , 81 3 placed adjacent to the slope 82 of a roof.
  • Water comes in through a tubing upper 83, is present in the upper channel 84 1 of the flexible panel 81 1 , flows by gravity inside said panel as shown by the arrows f 1 in a slow-moving flow due to the presence of the fibers of the nonwoven inside said flexible panel, reaches the lower channel 85 1 of said panel and circulates in the channel according to the arrow f ' 1 , is conveyed by the tubing 86 1,2 in U shape in the upper channel 84 2 of the adjacent flexible panel 81 2 .
  • the water circulates in the same way as in panel 84 1 following the arrows f 2 , until it reaches the lower channel 85 2 of said panel from where it is brought into the upper conduit 84 3 of the panel 81 3 by the U-shaped tubing 86 2.3 which can be opposite the U-shaped tubing 1.2 1.2 etc.
  • the circulating water is gradually heated not only by direct contact with the impermeable layer directly struck by the sun's rays but also by its flow along the fibers of the nonwoven lining the interior of the duct and which "are in direct contact with the internal face of said layer.
  • the heated water is collected at the bottom of a row of flat and flexible panels or conduits.
  • an impermeable strip 87 is applied, for example by gluing, on the adjacent parts of two adjacent flexible panels, ensuring the seal of the joint between said panels.
  • the panels then serve not only as a solar collector but also as a means for sealing the roof slope 82 with respect to rainwater.
  • the nonwoven web is preferably made of polyethylene or polyester fibers.
  • the volume of the duct occupied by the fibers can be of the order of 1/100, thus leaving a section for passage through the liquid practically as large as that of '' a duct without interior lining.
  • the impermeable layers may be an opaque sheet of extruded polyvinyl chloride or butyl bonded to the fibers, or alternatively a translucent sheet.
  • a sheet can have its two faces made waterproof by the same process: bonding of a sheet or spreading of an aqueous emulsion and hardening; or one side of the fiber web can be treated by one process and the other side by the other process.
  • a solar collector can be obtained by unrolling to length on request on a roof, whether the latter has a low slope or a steep slope, the sheet prepared according to the invention.
  • the sensor can also be applied to a vertical wall.
  • FIGS. 11 to 18 For the manufacture of a roof covering according to the invention, one starts from a sheet or sheet 100 in nonwoven, advantageously very long, as coming from a roll (FIG. 11), and, in a first phase, the two edges of the sheet are calendered so as to form two thin margins 101 and 102 of calendered nonwoven bordering a body 103 of non-calendered nonwoven (FIG. 12).
  • aqueous emulsion of high acrylic polymers is spread or projected, advantageously an emulsion manufactured by MATHYS SA whose head office is in ZELEM (Belgium), and sold under the brand name DAKFILL Upon solidification, a flexible and waterproof film 104 is formed leaving no - impregnated part of the thickness of the nonwoven. Alternatively, the film is made of an extruded resin.
  • the margins 105 and 106 are then curved downwards, substantially along two half-cylinders, respectively 112 and 113, the free edges 109 and 111 of which are substantially at the level of the lower face 110 of the body 103 of nonwoven, thus obtaining a sort of cushion 117.
  • a sheet 129 comprising a body 114 in flat textile nonwoven, adhering on one side to a film 115 advantageously made of high acrylic polymers, in particular DAKFILL.
  • a film 115 advantageously made of high acrylic polymers, in particular DAKFILL.
  • an aqueous emulsion of DAKFILL as shown diagrammatically in 116, and it is when this emulsion is still liquid or creamy that the flat cushion 117 previously obtained is assembled with the sheet 129.
  • the manufacturing is carried out continuously and the product is obtained according to the very long length of the strips taking place from rolls. It is then cut to the desired length (s).
  • a roof covering according to the invention, 118 is thus in the form of a flat and flexible box, or hollow panel, having an upper wall 119, made of waterproof and flexible film, a lower wall 120 formed by the waterproof and flexible film 115 filled externally of nonwoven 114 whose outer layer is non-impregnated, and two semi-cylindrical side walls 112 and 113, thus delimiting a volume or enclosure 121 housing the fibers of the nonwoven layer 103.
  • the conduits or channels 122 and 123 limited by the semi-cylindrical parts 112 and 113 are free.
  • the roof body or support 124 is coated with a thin layer 125 of glue, advantageously DAKFILL, and, when this layer is still liquid, the solar collector unit 118 is presented by its face having the nonwoven 114 of so that the elements thereof penetrate into the adhesive layer 125, the film 115 not coming into contact with said layer, so that part of the nonwoven remains non-impregnated.
  • glue advantageously DAKFILL
  • the panel 118 ensures the waterproofing of the roof: even in this contraction and expansion of the support 124 due to the thermal effects, the waterproof film 119 is not subjected to any effort and this due to the flexibility of the non-impregnated parts of the elements of the nonwoven 103. The continuity of said film remains perfect.
  • water can circulate in the enclosure 121.
  • Tubes for supplying and discharging water can be introduced into the free spaces or conduits 122 and 123 adjacent to the side walls 112 and 113 of the unit 118 .
  • two solar collector units 131 and 132 are placed side by side on a roof 133 and simultaneously provide sealing.
  • 134 is placed astride the two adjacent upper walls 135 and 136 respectively to ensure continuity of the seal.

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Abstract

Capteur solaire pour le chauffage de l'eau. Il comprend une enceinte dont une paroi (13 ou 14) est destinee a etre soumise a l'action du rayonnement solaire et l'enceinte est definie par un conduit plat souple garni de fibres (12). Le capteur solaire est destine a etre pose sur un toit ou sur un mur pour le chauffage de l'eau qui circule en son interieur. Utilisation de ce capteur solaire pour realiser l'etancheite d'une toiture par collage sur la toiture du capteur solaire par une face presentant exterieurement une garniture de fibres.

Description

Titre de l'invention :
CAPTEUR SOLAIRE ET SON APPLICATION EN TANT QUE REVETEMENT DE TOITURE.
Domaine technique :
L'invention concerne un capteur solaire. Elle vise également l'application de ce capteur solaire en tant que revêtement de toiture.
Technique antérieure :
On connaît des capteurs solaires constitués par des tubes dans lesquels circule de l'eau et qui sont exposés au rayonnement solaire.
Les tubes sont quelquefois assemblés entre eux de manière à constituer un panneau destiné à être, par exemple, placé sur un versant de toit.
Les tubes peuvent être métalliques et accolés les uns aux autres. Ils peuvent aussi être ménagés par des plaques métalliques à gouttières se faisant face et reliées entre elles par des parties planes, les parties planes d'une plaque étant en contact avec les parties planes de l'autre plaque.
Dans certaines réalisations, les tubes sont en matière plastique, raccordés par des languettes, l'ensemble formant un panneau rigide.
Toutes ces réalisations présentent des inconvénients : non seulement elles sont de fabrication relativement coûteuse, mais en outre elles ont une durée de vie courte. Elles résistent mal aux effets du gel et permettent difficilement de contrôler l'écoulement du liquide. Elles sont inesthétiques, ce qui limite encore plus leur diffusion. Leur rendement est relativement médiocre par suite d'un écoulement trop rapide du fluide et/ou d'une faible surface d'échange.
Par ailleurs, on sait qu'une toiture comprend divers composants destinés à satisfaire les multiples conditions qu'elle doit remplir d'abord en tant qu'organe de structure d'un bâtiment, également au regard de l'étanchéité à l'eau et de l'isolation thermique, etc. En outre, depuis quelque temps, la toiture est utilisée dans une mesure croissante pour contribuer au recueil de l'énergie thermique provenant du rayonnement solaire. Dans ce but/ on y adjoint un capteu solaire comprenant un conduit dans lequel circule de l'eau et disposé pour recevoir les rayons du soleil. L'ensemble de la toiture présente ainsi un caractère quelque peu hétérogène, ce qui rend la construction relativement compliquée. Dans la plupart des cas, après mise en place du corps de toiture ou support, qui est le plus souvent une dalle de béton dans le cas d'une terrasse, on met en place sur la dalle une couche isolante thermiquement et ensuite une couche d'étanchéité, par exemple de nature bitumineuse. C'est sur cet ensemble qu'est posé, s'il y a lieu, un capteur solaire. On a proposé, dans le domaine de la construction, de réaliser l'étanchéité d'une surface, comme celle d'une terrasse ou d'un mur, par un revêtement comprenant deux pellicules ou couches souples, dont au moins la couche externe est imperméable et entre lesquelles est interposé un non-tissé plat dont la partie. centrale n'est pas imprégnée par la matière ayant formé la pellicule. La liberté de mouvement relatif des deux couches, conférée par leur liaison par le non-tissé, soustrait la couche externe aux sollicitations provenant des dilatations ou contractions de la surface du support sur laquelle adhère la couche interne et dues aux variations de température : l'étanchéité est conservée pendant une durée pratiquement illimitée. Lapose durevétement s'effectue enenduisant port avec la matière, à l'état liquide ou crémeux, destinée à constituer la pellicule interne, puis en plaçant sur cett matière collante un ou des lés de non-tissé recouvert par une pellicule souple imperméable.
La solidification de la couche liquide ou, crémeuse réalise sa solidarisation avec les lés et simultanément le collage de l'ensemble du revêtement sur le support sous-jacent.
Exposé de l'invention :
Le capteur solaire selon l'invention représente une solution extrêmement simple aux divers problèmes posés par la fabrication et l'utilisation des capteurs solaires et est notamment dénué des inconvénients rappelés ci-dessus. Il est caractérisé en ce que le conduit de circulation du fluide, habituellement de l'eau, est ménagé par une enveloppe souple renfermant un garnissage intérieur en fibres.
Selon une forme de réalisation préférée, les fibres sont celles constitutives d'un non-tissé plat.
Les non-tissés trouvent des utilisations nombreuses dans l'industrie. La construction, les travaux publics.
L'invention prévoit un procédé qui, partant d'un nontissé plat, constitué de fibres assemblées par simple aiguil letage, consiste à revêtir une nappe de non-tissé d'une couche imperméable, et à la conformer pour produire un conduit plat étanche qui peut être utilisé pour la circulation de l'eau.
Par la présence du non-tissé, l'intervalle de circulation d'eau subsiste dans les diverses conditions d'utilisation.
La capacité de déformation de la nappe lui permet de résister aux efforts développés par l'effet du gel.
Sa souplesse générale assure son adaptation aux supports les plus divers.
La présence des fibres du non tissé à l'intérieur du conduit rend possible le contrôle de la vitesse de circulation de l'eau. L'invention prévoit l'utilisation d'une nappe continue de très grande longueur qu'on découpe suivant des lés de longueur désirée dont la juxtaposition est propre à répondre aux diverses largeurs des supports à équiper. L'amenée et la sortie du liquide à chauffer peuvent avoir lieu par des tubes bordant deux côtés parallèles du conduit plat et ouverts ou présentant des orifices vers l'intérieur dudit conduit.
L'invention prévoit de réaliser la continuité de l'étanchéité sur les côtés d'un conduit par conformation de la couche superficielle imperméable et absence ou réduction d'épaisseur du non-tissé dans les zones affectées aux raccordements.
L'invention a également pour objet un revêtement pour un support comme une toiture, caractérisé en ce que, comprenant un panneau souple creux, de la paroi imperméable tournée vers l'extérieur duquel dépendent, intérieures au panneau, de fibres, avantageusement de non-tissé, l'autre paroi du pannea , parallèle à la première et constituée par une pellicule ou couche, présente, à l'opposé de l'intérieur de l'enceinte, un garniture en non-tissé par l'intermédiaire de laquelle le revêtement est collable par une pellicule ou couche couvrant le support.
La mise en place d'un tel revétêlent, non seulement assure l'étanchéité de la toiture, mais également munit celleci, de construction, d'un capteur solaire.
Meilleure manière de réaliser l'invention :
La description qui suit, faite a titre d'exemple, se réfère aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en plan d'un conduit plat de capteur solaire selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 ; - la figure 3 en est une vue à plus petite échelle, en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1 ;
- la figure 4 représente en coupe une nappe de nontissé à partir de laquelle est fabriqué le conduit plat ; diaire obtenu à partir de la nappe de la figure 4 ;
- la figuré 6 est. une vue en perspective du produit en une phase ultérieure ; - la figure 7 est une vue perspective d'un conduit plat selon l'invention pour une autre forme de réalisation ;
- la figure 8 est une vue en coupe audit conduit plat ;
- la figure 9 est analogue à la figure 8, mais pour une variante ;
- la figure 10 est une vue de plusieurs conduits plats posés sur un versant de toit.
- la figure 11 est une vue schématique en coupe d'un non-tissé ; - la figure 12 est une vue du non-tissé après une opération de calandrage ;
- la figure 13 montre le non-tissé sur lequel a été appliquée une émulsion transformée en pellicule ;
- la figure 14 montre une phase ce conformation ; - la figure 15 est une vue schématique en coupe transversale d'un lé destiné a coopérer avec le lé dont la section a été montrée sur la figure 14 ;
- la figure 16 est une vue après assemblage ;
- la figure 17 montre une unité de capteur solaire utilisée en tant que revêtement d'étanchéité d'une terrasse 7
- la figure 18 montre, côte à côte, deux telles unités
Pour la fabrication d'un capteur solaire selon l'invention, on part d'un élément de nappe rectangulaire 11 de nontissé (figures 1 à 3) constitué par des fibres 12 dont la cohésion est obtenue par simple aiguilletaçe. On revêt cet élément sur sa face supérieure par une couche imperméable 13 mince et souple et, après retournement, sur son autre face également par une couche imperméable 14, mince et souple. A l'élément 11 sont accolés, sur ses bords 15 et 16, des tubes 17 et 18 dont les parties tournées vers le centre ce l'élément présentent des perforations 19 et 21. L'assemblaçe est obtenu en prolongeant les couches 13 et 14 autour ces parties externes 22 et 23 des tubes, comme montré en 24 et 25, pour la couche 13, et 26 et 27 pour la couche 14. Sur les bords 28 et 29 per un recouvrement comme montré en 31, 32 et 33, 34 (figure 3).
On obtient ainsi un conduit ou enceinte plat et souple rempli de fibres non imprégnées du procuit constitutif des couches 13 et 14 (figures 1 et 2) dans lequel l'eau peut circuler, tout en étant freinée par les fibres, par exemple en pénétrant dans le conduit plat par une tubulure 35 abouchée au tube 17 et en sortant par une tubulure 36 abouchée au tube 18, le tube 17 présentant un fond 37 à son extrémité opposée à la tubulure 35 et le tube 18 un fond 38 à son extrémité opposée à la tubulure 36.
Les fibres conservent au conduit plat une épaisseur constante et augmentent la surface de transmission au liquide de la chaleur captée par la couche étanche exposée au soleil. Elles assurent, par leur texture, la tenue du conduit plat notamment à l'égard des dilatations dues à des élévations de température ou au gel.
On se réfère maintenant aux figures 4 à 8. On part d'une nappe 41 de non-tissé (figure 4), qui peut être de très grande longueur, comme issue d'un rouleau ou bobine de manière à pouvoir former au déroulement des lés. Cette nappe 41 est calandrée à chaud jusqu'à écrasement quasi-complet limitativement sur ses deux bords longitudinaux 42 et 43 de manière à constituer, de part et d'autre de sa partie centrale 44, deux marges 45 et 46 (figure 5) d'une épaisseur bien inférieure à celle de la partie centrale. La face inférieure 47 de la nappe ainsi préparée est revêtue d'une couche souple et imperméable 50 tant sur sa partie centrale 48 que sur ses parties marginales 49 et 51. Ou bien le calendrage a lieu après revêtement de la nappe par une couche imperméable. Puis on cintre les parties marginales suivant des demicylindres 54 et 55 (figure 6).
La partie supérieure 56 de la nappe 41 est ensuite re couverte d'une couche souple et imperméable 57, qu'on raccorde, à ourlage, par ses bords latéraux 58 et 59, aux bords 61 et 62 des parties cintrées de la couche 50. Le manchon souple plat ainsi obtenu est complété suivant un conduit en agrafant les marges transversales 72 et 73 (figures 7 et S) ce la couche supérieure 57, dépassant par rapport au non-tissé 41, che inférieure 50, les agrafes ayant été schématisées en 76. Deux bandes 77 et 78 sont collées ou formées à cheval sur les joints ménagés par les bandes marginales supérieures et marginales inférieures 72, 73 et 74, 75 et contribuent à l'étanchéité.
Dans la variante montrée sur la figure 9, la couche inférieure 50 est prolongée transversalement par des rabats, respectivement 79, 80 dont les bords 91 et 92 sont appliqués contre la couche supérieure 57 avec interposition d'un joint d'étanchéité, respectivement 93, 94.
On obtient ainsi un conduit plat 71 dont l'enveloppe étanche est constituée par la couche supérieure 57, la couche inférieure 50, les parties semi-cylindriques 54 et 55 de cette dernière et les bandes ou rabats transversaux, 72-75 empli des fibres du non-tissé sur la majeure partie de son volume intérieur à l'exception des parties marginales 64 et 65 adjacentes aux demi-cylindres 54 et 55, qui sont des espaces vides. Ces derniers sont utilisés pour l'entrée et la sortie de fluide, par exemple par les extrémités diagonalement opposées 66 et 67 des espaces vides 64 et 65.
De tels conduits sont utilisables directement en tant que capteurs solaires en faisant circuler un liquide comme de l'eau dans l'intervalle plat garni de fibres qui raccorde entre eux les gouttières longitudinales démunies de fibres 64 et 65. L'eau est au contact de la couche exposée au soleil, par exemple la couche 57. Les fibres garnissant cet intervalle et qui dépendent directement de ladite couche contribuent au chauffage de l'eau sans restreindre notablement la section de passage.
Les fibres contribuent également à la bonne tenue mécanique du conduit.
Les fibres freinent aussi l'écoulement de l'eau : la lenteur de circulation est favorable à l'élévation de sa température par l'effet du rayonnement solaire.
Sur la figure 10, on a représenté de tels conduits ou panneaux souples 811, 812, 813 placés en contiguïté sur le versant 82 d'un toit. L'eau parvient par une tubulure supérieure 83, est pr sente ans le canal supérieur 841 du panneau souple 811, s'écoule par pesanteur à l'intérieur audit panneau comme montré par les flèches f1 suivant un flux à mouvement lent en raison de la présence des fibres du nontissé intérieures audit panneau souple, parvient au canal inférieur 851 dudit panneau et circule dans le canal suivant la flèche f'1, est acheminée par la tubulure 861,2 en forme d'U dans le canal supérieur 842 du panneau souple adjacent 812. Dans ledit panneau, l'eau circule de la même façon que dans le panneau 841 suivant les flèches f2, jusqu'à parvenir dans le canal inférieur 852 dudit panneau d'où elle est amenée dans le conduit supérieur 843 du panneau 813 par la tubulure en U 862,3 qui peut être à l'opposé de la tubulure en U 861,2 etc. Lorsque les panneaux souples sont exposés au soleil, l'eau en circulation est chauffée progressivement non seulement par le contact direct avec la couche imperméable directement frappée par les rayons solaires mais aussi par son écoulement le long des fibres du non tissé garnissant l'intérieur du conduit et qui" sont en contact direct avec la face interne de ladite couche.
L'eau chauffée est recueillie à la partie inférieure d'une rangée de panneaux ou conduits plats et souples.
Dans une réalisation, une bande imperméable 87 est appliquée, par exemple par collage, sur les parties voisines de deux panneaux souples adjacents, assurant l'étanchéité du joint entre lesdits panneaux. Les panneaux servent alors non seulement en tant que capteur solaire mais également en tant que moyen pour réaliser l'étanchéité du versant de toit 82 à l'égard de l'eau de pluie.
La nappe de non-tissé est ce préférence en fibres de polyéthylène ou de polyester- Le volume du conduit occupé par les fibres peut être de l'ordre de 1/100, laissant ainsi une section de passage au liquide pratiquement aussi grande que celle d'un conduit dépourvu de garnissage intérieur.
Les couches imperméables peuvent être en une feuille opaque de chlorure de polyvinyle ou de butyle extrudée collée aux fibres, ou bien en une feuille translucide.
On peut aussi utiliser, au moins sur une face de la de hauts polymères acryliques , avantageusement une émulsion fabriquée par MATHYS SA et. vendue sous la marque DAKFILL .
Une nappe peut avoir ses deux faces rendues imperméables par le même procédé : collage d ' une feuille ou épandage d ' une émulsion aqueuse et durcissement ; ou bien une face de la nappe de fibres peut être traitée par un procédé et l ' autre face par l ' autre procédé .
Un capteur solaire peut être obtenu en déroulant à longueur à la demande sur une toiture, que celle-ci soit à pente faible ou à pente forte, la nappe préparée suivant l' invention.
Le capteur peut aussi être appliqua sur une paroi verticale .
On se réfère maintenant aux figures 11 à 18. Pour la fabrication d'un revêtement de toiture selon l'invention, on part d'une feuille ou nappe 100 en nontissé, avantageusement de très grande longueur, comme issue d'un rouleau (figure 11), et, dans une première phase, on calandre les deux rives de la nappe de manière à former deux marges minces 101 et 102 de non-tissé calandre bordant un corp 103 de non-tissé non-calandré (figure 12). On répand ou projette une émulsion aqueuse de hauts polymères acryliques, avantageusement une émulsion fabriquée par MATHYS S.A. dont le siège est à ZELEM (Belgique), et vendue sous la Marque DAKFILL A la solidification, il se forme une pellicule souple et imperméable 104 laissant non-imprégnée une partie de l'épaisseur du non-tissé. En variante, la pellicule est en une résine extrudée.
Les marges 105 et 106 sont ensuite incurvées vers le bas, sensiblement suivant deux demi-cylindres, respectivement 112 et 113 dont les bords libres 109 et 111 sont sensiblement à hauteur de la face inférieure 110 du corps 103 de non-tissé, obtenant ainsi une sorte de coussin 117.
On dispose d'autre part d'une nappe 129 comprenant un corps 114 en non-tissé textile plat, adhérant par une face à une pellicule 115 avantageusement en hauts polymères acryliques, notamment en DAKFILL. Sur ladite pellicule 115 est apportée une émulsion aqueuse de DAKFILL, comme schématisé en 116, et c'est lorsque cette émulsion est encore liquide eu crémeuse qu'on assemble avec la nappe 129 le coussin plat 117 obtenu antérieurement.
La fabrication s'effectue en continu et le produit est obtenu suivant la très grande longueur de lés se déroulant à partir de rouleaux. Il est ensuite découpé à la ou aux longueurs souhaitées.
Un revêtement de toiture selon l'invention, 118, est ainsi en forme de caisson plat et souple, ou panneau creux, présentant une paroi supérieure 119, en pellicule imperméable et souple, une paroi inférieure 120 constituée par la pellicule imperméable et souple 115 garnie extérieurement du nontissé 114 dont la couche externe est non-imprégnée, et deux parois latérales semi-cylindriques 112 et 113, délimitant ainsi un volume ou enceinte 121 logeant les fibres de la couche de non-tissé 103. Les conduits ou canaux 122 et 123 limités par les parties semi-cylindriques 112 et 113 sont libres.
Le corps de toiture ou support 124 est enduit d'une mince couche 125 de colle, avantageusement de DAKFILL, et, lorsque cette couche est encore liquide, on présente l'unité de capteur solaire 118 par sa face présentant le non-tissé 114 de manière que les éléments de celui-ci pénètrent dans la couche de colle 125, la pellicule 115 ne venant pas en contact avec ladite couche, de sorte qu'une partie du non-tissé reste non-imprégnée.
Lorsque la couche de colle est sèche, le panneau 118 assure l'étanchéité de la toiture : même en cas ce contraction et dilatation du support 124 dues aux effets thermiques, la pellicule imperméable 119 n'est soumise à aucun effort et cela en raison de la souplesse des parties non-imprégnées des éléments du non-tissé 103. La continuité de ladite pellicule reste parfaite.
Simultanément, de l'eau peut circuler dans l'enceinte 121. Des tubulures d'amenée et d'évacuation d'eau peuvent être introduites dans les espaces libres ou conduits 122 et 123 adjacents aux parois latérales 112 et 113 de l'unité 118.
Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 18 deux unités de capteur solaire 131 et 132 sont placées côte à côte sur une toiture 133 et assurent simultanément l'étanchéi de raccordement 134 est posée à cheval sur les deux parois supérieures adjacentes respectivement 135 et 136 pour assurer la continuité de l'étanchéité.

Claims

Revendications de Brevet :
1. Capteur polaire comprenant une enceinte dont une paroi est destinée à être soumise à l'action du rayonnement solaire, caractérisé en ce que l'enceinte est définie par un conduit plat souple et est garnie de fibres.
2. Capteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres sont celles d'une nappe de non-tissé.
3. Capteur solaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi est une couche imperméable souple adhé¬rant au non-tissé.
4. Capteur solaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche est une feuille de résine extrudée.
5. Capteur solaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche est obtenue à partir d'une émulsion aqueuse.
6. Capteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux bords parallèles du conduit plat ou panneau sont démunis de fibres pour constituer des canaux.
7. Capteur solaire selon la revendication 6, caractérise en ce que des tubulures sont raccordées aux canaux pour
1 ' amenée et l'évacuation de 1 ' eau.
8. Capteur solaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que les canaux sont ménagés par des tubes.
9. Capteur solaire selon la revendication 8, caractérise en ce que les tubes sont perforés sur leur face tournée vers le non tissé.
10. Capteur solaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que les canaux résultent seulement de l'absence des fibres.
11. Procédé pour la fabrication d'un capteur solaire selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on part d'une nappe de non-tissé à fibres simplement aiguilletees en ce qu'on revêt une des faces de la nappe d'une couche souple imperméable, en ce qu'on revêt sa face opposée d'une autre couche souple imperméable et en ce qu'on raccorde entre elles lesdites couches par leurs bords.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on ménage sur deux bords opposés une entrée et une sor tie de liquide.
13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'avant revêtement par des couches, on écrase ou calandre les fibres le long de deux zones marginales parallèles de la nappe, la réduction de hauteur des fibres étant appliquée pour ménager les canaux d'amenée et de départ de liquide.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la partie calandrée est incurvée pour le raccordement à la face opposée.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'incurvation a lieu après application de la couche souple étanche.
16. Procédé selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que le non-tissé est un non-tissé à fibres en polyéthylène ou en polyester.
17. Procédé selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu'une couche souple imperméable est en chlorure de polyvinyle ou de butyle.
18. Procédé selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu'une couche souple imperméable est obtenue à partir d'une émulsion aqueuse de hauts polymères acryliques, avantageusement une émulsion connue sous la marque DAKFILL.
19. Installation à capteurs solaires, caractérisée en ce qu'elle comprend des capteurs selon l'une des revendications 1 à 10.
20. Installation selon la revendication 19, caractérisée en ce que les capteurs sont posés sur un versant de toit et en ce qu'un joint d'étanchéité est appliqué au raccordement entre deux capteurs adjacents.
21. Elément de capteur solaire constitué par un caisson souple plat à paroi imperméable, caractérisé en ce que la grande face dudit caisson .opposée à celle destinée à être soumise au rayonnement solaire est garnie de fibres extérieures.
22. Elément de capteur solaire selon la revendication 21, caractérisé en ce que le volume intérieur au caisson est garni de fibres.
23. Elément de capteur solaire selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que ces fibres font partie d'un
24. Elément de capteur solaire selon la revendication 23, caractérisé en ce que le volume intérieur, du caisson est démuni de fibres dans ses zones adjacentes à des bords opposés.
25. Revêtement de toiture, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément selon l'une des revendications 21 à 24, solidarisé avec le support de toiture par collage dudit élément par l'intermédiaire des fibres extérieures dépendant de sa face inférieure.
26. Revêtement de toiture selon la revendication 25, caractérisé en ce que la colle est du type de celle utilisée pour l'attache des fibres à la surface du caisson plat.
27. Revêtement de toiture selon la revendication 26, caractérisé en ce que cette colle est du DAKFILL.
28. Toiture munie pour son étanchéité d'un revêtement selon l'une des revendications 25 à 27.
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