EP2419679A2 - Cadre monobloc moulé et collecteur les comprenant - Google Patents

Cadre monobloc moulé et collecteur les comprenant

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Publication number
EP2419679A2
EP2419679A2 EP10717186A EP10717186A EP2419679A2 EP 2419679 A2 EP2419679 A2 EP 2419679A2 EP 10717186 A EP10717186 A EP 10717186A EP 10717186 A EP10717186 A EP 10717186A EP 2419679 A2 EP2419679 A2 EP 2419679A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
collector
frame
polyphenylene ether
ppe
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10717186A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Hideaki Nishio
Anis Gaaloul
Franck Bollaert
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.)
Sumika Polymer Compounds France SA
Original Assignee
Sumika Polymer Compounds France SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumika Polymer Compounds France SA filed Critical Sumika Polymer Compounds France SA
Priority to EP10717186A priority Critical patent/EP2419679A2/fr
Publication of EP2419679A2 publication Critical patent/EP2419679A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/40—Casings
    • F24S80/45—Casings characterised by the material
    • F24S80/457—Casings characterised by the material made of plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/60—Thermal insulation
    • F24S80/65—Thermal insulation characterised by the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S2080/01—Selection of particular materials
    • F24S2080/015—Plastics
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Definitions

  • a first object of the invention is a monobloc frame molded from an expandable insulating plastic material, particularly a plastic material whose expansion may occur during molding, chosen from plastics that may comprise one or more polymers chosen from polypropylene ( PP), polyethylene (PE), aliphatic or aromatic polyamide (PA), polyphenylene ether blend (such as polyphenylene ether / polystyrene / butadiene alloy (PPE / PS), polyphenylene ether / polyphenylene sulfone alloy ( PPE / PPS), polyphenylene ether / polypropylene alloy (PPE / PP), polyphenylene ether / polyamide alloy (PPE / PA), polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfone (PPS), polyester,
  • said molded insulating collector comprises at least one molded one-piece frame, it may further comprise a bottom which may be in any material compatible with the function of the collector, advantageously in the same material as said frame, said bottom being able to be added to the frame either by overmoulding said frame on said bottom, or by any means allowing said bottom to be joined to said frame, for example by post-molding bonding before the material constituting said frame is solid, by post-molding bonding when the frame has become rigid, or by any mechanical fastening means such as stapling, clipping, screwing, etc.
  • the section of said frame comprises on one of these faces a slide obtained at the time of molding, advantageously open towards the inside of the frame, in which it is possible to slide a part such as a plate constituting the bottom of said collector.
  • the collectors of the invention make it possible to obtain solar thermal panels comprising only three major elements, the insulating collector according to the invention, the water circulation circuit, and the translucent plate, preferably glass.
  • the plastic material may comprise all or part of recycled or regenerated material according to the criteria defined for example in the environmental charters of the automotive industry.
  • reinforcing filler (s) of any type may (may) be added to the plastic material.
  • thermoplastics based on natural and / or organic fibers makes it possible to lighten the molded parts.
  • Another great advantage of the invention is that it allows the production of manifolds, thermoplastic material, large, possibly flat, having virtually no residual deformation after molding.
  • the conventional plastic injection techniques known from the prior art make it difficult to obtain large flat collectors not having such residual deformations.
  • Another advantage of the invention stems from the fact that the materials and techniques described above are used for its manufacture, which makes it possible not only to give any shape to the frame or to the collector but also to any size to said frame or collector. These will be easily adapted as needed.
  • said collector may further comprise other integrated elements, for example plastic, and possibly integrated functions.
  • the invention allows the realization of collectors, flat or parabolic, easily integrating all kinds of reported elements in order to improve the performance of the solar panel.
  • a solar reflector for example example a solar reflector in the form of parabolic housing
  • each housing may correspond to a fluid circulation tube.
  • This additional element makes it possible to reproduce and improve the principle of the open parabolic collector (without box).
  • Yet another advantage of the invention is that the method which allows the manufacture of the collectors according to the invention, which is also an object of the present invention, allows the direct integration of functions essential to the proper functioning of a solar panel then that in the techniques of the prior art, these functions are generally reported on the collector after its manufacture.
  • a (or) means (s) of sealing such as seals, for example elastomer, during the molding of the manifold (for example thermoplastic elastomer seals).
  • seals for example elastomer
  • thermoplastic elastomer seals for example thermoplastic elastomer seals
  • TSV olefinic thermoplastics vulcanized dynamically
  • TPO not
  • Espolex® Suditomo Chemical
  • Santoprene® trademarks Espolex® (Sumitomo Chemical) or Santoprene®.
  • the collectors according to the invention can be colored in the mass, for example by masterbatches during the molding step or by decoration pre-applied in the mold with the aid of a decorative film.
  • the collectors can take all the desired forms, it is also possible to make collectors, and therefore solar panels, which can be integrated into their support such as the facade of a building.
  • the molding of the collector can be obtained by any known method which comprises at least one step of molding the insulating material and a step of expanding said insulating material.
  • thermoforming of extruded and foamed plates by direct extrusion for example the Sumiceller or Trocellen processes.
  • the inner and / or outer surfaces of the collector may be coated with a material intended to provide good reflection and / or thermal protection, such as for example a protective film and / or aluminized film.
  • a material intended to provide good reflection and / or thermal protection such as for example a protective film and / or aluminized film.
  • the film may be affixed by deposition in the mold during the injection molding process or thermoforming or coextrusion in the case of extruded parabolic collectors.
  • the invention also relates to solar thermal panels for heating water or air as well as photovoltaic solar panels, comprising at least one collector according to the invention.
  • solar thermal panels according to the invention lies in the fact that they can be made from only 3 elements (the collector according to the invention, the water or air circuit and the glass plate organic or mineral), which induces a significant reduction of the panel assembly, as well as a significant reduction in weight (from 10 to 80%) depending on the functions integrated in the manifold.
  • the use of an organic glass instead of a mineral glass can still allow a significant weight gain (-50%). These gains increase the transport and installation facilities associated with weight reduction, which leads to lower costs and a lower CO 2 impact on the environment.
  • thermal bridges are also greatly reduced in collectors and / or solar panels according to the invention.
  • Another advantage of the invention lies in the fact that the solar panels incorporating a collector according to the invention can be of relatively reduced thickness, the insulator being an integral part of said collector.
  • the decoration of the panels can be achieved by coloring in the mass or lamination of plastic or aluminized films, compared to the current solution of frames painted aluminum is also not negligible.
  • thermoplastic parts allows a better integration of the solar equipment in its environment (for example, integration in facades or on the roof of a building).
  • This box can be made from a foamed plastic plate which would be folded into different points to give the desired shape.
  • the box of various shape thus produced can also integrate other elements such as a tank-siphon in the case of solar thermal siphon panel, a fuse box in the case of a photovoltaic panel, a box air conditioner or heat pump for better integration of the set of additional equipment currently present on a roof of a house for example.
  • said solar thermal panel may further comprise independently or simultaneously, one or more support (s) of the water or air circuits, one or several reinforcing elements, one or more supports of the plate. of glass, an additional insulator (s), or a heat absorber (s), generally made of a metal plate, said absorber being itself covered with an improving material its performance, said absorber can also be coupled to the water or air circuit.
  • the invention also relates to the use of a collector according to the invention for mounting solar thermal or photovoltaic panels.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a collector according to the invention
  • FIG. 2 shows a sectional view of a solar panel for heating water.
  • FIG. 3 shows a sectional view of a solar panel for heating water, further incorporating additional insulation.
  • FIG. 4 shows a sectional view of a solar panel for heating water, further incorporating another solar collector.
  • - Figure 5 shows a 3-dimensional view of a collector according to the invention in the form of a box.
  • FIG. 6 shows a 3 dimensional and transparent view of a solar thermal panel integrated in a collector as represented in FIG.
  • Figure 1 a sectional view of a collector (11) according to the invention incorporating an insulator (12) in its bottom.
  • FIG. 2 shows a sectional view of a solar thermal panel for heating water comprising a collector according to the invention (21) integrating an insulator (22) in its bottom, a glass plate (23) , a water circuit
  • FIG. 3 shows a sectional view of a solar thermal panel according to FIG. 2 for heating water, further comprising additional insulation (38).
  • FIG. 4 shows a sectional view of a solar thermal panel according to FIG. 2, intended to heat water, further comprising a solar reflector (49) in the form of a parabolic housing, each housing of which may correspond to a tube fluid circulation (44).
  • FIG. 5 shows a 3-dimensional view of a collector according to the box-shaped invention (51) and a representation of the insulating plastic sheet (510) which, by folding, gave said box. The arrows indicate the direction of folding of the foamed plastic sheet.
  • FIG. 6 shows a 3-dimensional view of a solar panel installed in a collector according to FIG. 5, showing in transparency a solar panel (61 1) and a reservoir (612).

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Abstract

L'invention se rapporte à des cadres monoblocs moulés en un matériau plastique isolant expansible, particulièrement des cadres pour collecteurs isolants moulés. L'invention se rapporte aussi auxdits collecteurs, et particulièrement à des collecteurs isolants moulés pour panneaux solaires thermiques ou photovoltaïques.

Description

Cadre monobloc moulé et collecteur les comprenant
L'invention se place dans le domaine des collecteurs moulés en matériaux plastiques, éventuellement mousses, isolants, utilisables particulièrement pour la réalisation d'équipements solaires de faible poids et comme par exemple les collecteurs de type caisson plat/coffre ou les collecteurs de type parabolique.
Les panneaux solaires sont les composants de base de la plupart des équipements de production d'énergie solaire. Un panneau solaire est un dispositif destiné à récupérer une partie de l'énergie du rayonnement solaire pour la convertir en énergie électrique ou thermique utilisable. On distingue deux types de panneaux solaires :
- les panneaux solaires thermiques, ou capteurs solaires thermiques, qui convertissent la lumière en chaleur récupérée et utilisée sous forme d'eau chaude ;
- les panneaux solaires photovoltaïques, ou modules photovoltaïques, qui convertissent la lumière en électricité.
Dans les deux cas, les panneaux sont habituellement plats ou paraboliques, d'une surface allant de plus ou moins le mètre-carré à plusieurs mètre-carré (par exemple 2 à 6 mètre-carré). Les dimensions standards sont généralement définies pour faciliter et optimiser la pose. II existe deux types de panneaux solaires thermiques : les capteurs à eau et les capteurs à air.
Dans les capteurs thermiques "à eau", l'eau ou plus souvent un fluide caloporteur (à base de glycol par exemple), circule dans des tubes en circuit fermé. Pour obtenir un meilleur rendement, l'ensemble est placé dans un collecteur vitré isolant afin d'obtenir un effet de serre.
Dans les capteurs thermiques "à air", de l'air circule et s'échauffe au contact des absorbeurs. L'air ainsi chauffé est ensuite ventilé dans les habitats pour le chauffage ou par exemple dans des hangars agricoles pour le séchage des productions. L'utilisation d'un collecteur permet là encore d'obtenir un meilleur rendement. La technologie du solaire thermique peut être utilisée pour d'autres applications que le chauffage de locaux telles que par exemple le réchauffement de fluides dans des installations industrielles par exemple des sites de production chimique, la climatisation de locaux par voie solaire, ou encore la désalinisation de l'eau de mer.
Les panneaux solaires photovoltaïques regroupent des cellules photovoltaïques reliées entre elle, en série ou en parallèle. Ne serait-ce que pour des raisons de solidité, ces panneaux comprennent aussi généralement un collecteur. Certains nouveaux concepts de capteurs peuvent être de type hybride
(thermique et photovoltaïque).
Ainsi, les panneaux solaires sont généralement constitués d'un élément actif (cellules photovoltaïques ou circuit de circulation d'eau ou d'air) positionné dans un collecteur, ledit collecteur étant éventuellement isolant. Actuellement la réalisation des collecteurs isolants utilisés dans les panneaux solaires thermiques demande l'assemblage d'au moins 6 éléments indépendants que sont un collecteur, généralement formé d'un cadre en aluminium ou en métal, un isolant, avantageusement en laine de verre, un circuit de circulation de fluide (eau ou glycol), généralement accouplé à un absorbeur de chaleur, lui-même généralement constitué d'une plaque de métal, ledit absorbeur pouvant être lui-même recouvert d'une matière améliorant ses performances, et une plaque de verre.
Le cadre est en général la partie du collecteur qui reprend les contraintes. A cet égard c'est donc la partie qui nécessite le plus d'attention lors des étapes de conception et de fabrication.
L'assemblage des différents éléments constitutifs d'un tel panneau solaire en augmente sensiblement le coût ainsi que le poids. De plus la multiplication du nombre d'éléments de base assemblés peut entraîner l'apparition de ponts thermiques et/ou de gradients thermiques dans la structure du collecteurs qui peuvent avoir des conséquences indésirables comme par exemple la déformation de l'ensemble, qui peut conduire à des défauts d'étanchéité, l'apparition de buée sur la vitre ou des pertes thermiques, qui vont affecter les performances de l'équipement.
Il s'avère donc intéressant de pouvoir fournir un nouveau collecteur ne présentant pas les inconvénients des collecteurs connus de l'art antérieur. C'est un des objectifs de l'invention que de proposer un tel collecteur.
Cet objectif est atteint selon l'invention qui propose de fournir un collecteur dont au moins une partie, avantageusement le cadre, est moulée sous la forme d'un monobloc en matériaux plastiques isolants, éventuellement mousses.
Un des avantages de l'invention réside dans le fait que le matériau plastique utilisé par fabriquer le collecteur peut simultanément être moulé et moussé. Par le moulage on peut lui donner toute forme désirée, par le moussage on créé dans le matériau une zone constituant une isolation, ce qui permet d'améliorer encore le caractère isolant intrinsèque du matériau utilisé. Ainsi on peut obtenir un produit de forme désirée dans un matériau ayant entre une face interne et une face externe lisses, une partie s'apparentant à une mousse solidifiée, ces deux faces et cette partie moussée étant dans le même matériau. L'épaisseur de la partie moussée, lorsque le matériau est moussé ce qui n'est pas obligatoire, peut aller de quelques dixièmes de millimètres à plusieurs centimètres en fonction des besoins. Par la suite dans le texte on utilisera l'expression "collecteur isolant moulé" ou le terme "collecteur" pour désigner soit un collecteur selon l'invention dont seul le cadre a été moulé ou un collecteur selon l'invention dont le cadre et le fond ont été moulés.
On comprend donc que selon l'invention, le collecteur isolant moulé peut être réalisé par moulage en une seule fois sous la forme d'un monobloc soit de l'ensemble cadre-fond, soit du cadre seul.
Par monobloc on entend selon l'invention, que la partie moulée monobloc, avantageusement le cadre mais éventuellement l'ensemble cadre-fond, est en une seule pièce réalisée par moulage d'un seul matériau plastique isolant expansible. Ainsi l'invention a pour objet premier un cadre monobloc moulé en un matériau plastique isolant expansible, particulièrement une matière plastique dont l'expansion pourra intervenir en cours de moulage, choisie parmi les matières plastiques pouvant comprendre un ou plusieurs polymères choisis parmi le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE), le polyamide aliphatique ou aromatique (PA), le mélange de polyphénylène éther (tel que l'alliage polyphénylène éther/polystyrène/butadiène (PPE/PS), l'alliage polyphénylène éther/polyphénylène sulfone (PPE/PPS), l'alliage polyphénylène éther/polypropylène (PPE/PP), l'alliage polyphénylène éther/polyamide (PPE/PA), le polyéthersulfone (PES), le polyphénylène sulfone (PPS), le polyester, le polybutylène téréphtalate (PBT).
L'invention a aussi pour objet un collecteur isolant moulé, caractérisé en ce qu'au moins le cadre dudit collecteur est un cadre monobloc moulé tel que décrit précédemment. L'invention a encore pour objet un collecteur isolant moulé, caractérisé en ce qu'il comprend un cadre et un fond monoblocs moulés en une seule pièce en un seul matériau plastique isolant expansible, particulièrement une matière plastique dont l'expansion pourra intervenir en cours de moulage, choisie parmi les matières plastiques pouvant comprendre un ou plusieurs polymères choisis parmi le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE), le polyamide aliphatique ou aromatique (PA), le mélange de polyphénylène éther (tel que l'alliage polyphénylène éther/polystyrène/butadiène (PPE/PS), l'alliage polyphénylène éther/polyphénylène sulfone (PPE/PPS), l'alliage polyphénylène éther/polypropylène (PPE/PP), l'alliage polyphénylène éther/polyamide (PPE/PA), le polyéthersulfone (PES), le polyphénylène sulfone (PPS), le polyester, le polybutylène téréphtalate (PBT).
Préférentiellement selon l'invention, la matière plastique pourra être le polypropylène, pour des raisons de faible densité, de coût et de recyclabilité.
Ainsi par l'utilisation des matériaux plastiques cités précédemment, il est possible d'intégrer directement en cours de moulage la fonction isolation par la réalisation de parois moussées en plastique. Lorsque ledit collecteur isolant moulé comprend au moins un cadre monobloc moulé, il pourra comprendre en outre un fond qui pourra être en toute matière compatible avec la fonction du collecteur, avantageusement dans la même matière que ledit cadre, ledit fond pouvant être ajouté au cadre soit par surmoulage dudit cadre sur ledit fond, soit par tout moyen permettant l'assemblage dudit fond audit cadre comme par exemple par collage post moulage avant que la matière constituant ledit cadre ne soit solide, par collage post moulage lorsque le cadre est devenu rigide, soit par tout moyen mécanique de solidarisation comme par exemple l'agrafage, le clipsage, le vissage, etc. Il est aussi possible que la section dudit cadre comprenne sur l'une de ces faces une glissière obtenue au moment du moulage, avantageusement ouverte vers l'intérieur du cadre, dans laquelle il est envisageable de glisser une pièce comme par exemple une plaque constituant le fond dudit collecteur.
Quelle que soit la variante de l'invention, ledit collecteur selon l'invention peut prendre toute les formes voulues et particulièrement la forme d'un parallélépipède, régulier ou non, comprenant un fond et quatre côtés ou la forme d'une parabole, à tout le moins d'une plaque courbée selon l'un au moins de ces axes.
Les collecteurs de l'invention rendent possible l'obtention de panneaux solaires thermiques ne comprenant que trois éléments majeurs, le collecteur isolant selon l'invention, le circuit de circulation d'eau, et la plaque translucide, avantageusement en verre.
Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, la matière plastique peut comprendre tout ou une partie de matière recyclée ou régénérée selon les critères définis par exemple dans les chartes environnementales de l'industrie automobile.
Selon encore une autre forme de réalisation particulière de l'invention, une
(ou des) charge(s) renforçante(s) de tout type peut (peuvent) être ajoutée(s) à la matière plastique. A cet égard on citera par exemple des charges minérales ou organiques, des nanoparticules, des charges conductrices, des fibres de verre longues ou courtes, des fibres organiques, des fibres naturelles. Avantageusement l'utilisation de matières thermoplastiques à base de fibres naturelles et/ou organiques permet d'alléger les pièces moulées.
Il est aussi possible d'utiliser un mélange de charges, ceci afin de limiter les risques de déformation lors du moulage. Par exemple, avec de la fibre de verre il est possible d'utiliser une charge comme par exemple du talc ou du carbonate de calcium.
Des matières thermoplastiques incorporant des charges peuvent être choisies par exemple dans la gamme Thermofil® de Sumika Polymer Compounds. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, il est possible d'ajouter à la matière thermoplastique au moins une charge ignifugeante, avec ou sans halogènes, afin d'ajouter une protection au feu.
Un autre grand avantage de l'invention est qu'elle permet la réalisation de collecteurs, en matériau thermoplastique, de grandes dimensions, éventuellement plats, ne présentant quasiment pas de déformations résiduelles après moulage. A la connaissance de la demanderesse, les techniques classiques d'injection plastique connues de l'art antérieur rendent difficile l'obtention de grands collecteurs plats ne présentant pas de telles déformations résiduelles. Un autre des avantages de l'invention provient du fait que l'on utilise pour sa fabrication les matériaux et les techniques décrits précédemment ce qui permet non seulement de donner n'importe quelle forme au cadre ou au collecteur mais également n'importe quelle dimension auxdits cadre ou collecteur. Celles-ci seront sans difficulté adaptées au besoin. Eventuellement ledit collecteur pourra en outre comprendre d'autres éléments intégrés, par exemple en plastiques, et éventuellement des fonctions intégrées.
Ainsi, l'invention permet la réalisation de collecteurs, plats ou paraboliques, intégrant facilement toutes sortes d'éléments rapportés en vue de l'amélioration des performances du panneau solaire. Par exemple il peut être possible d'intégrer à l'intérieur du collecteur selon l'invention un réflecteur solaire, par exemple un réflecteur solaire en forme de logement parabolique dont chaque logement pourra correspondre à un tube de circulation du fluide. Cet élément supplémentaire permet de reproduire et d'améliorer le principe du collecteur parabolique ouvert (sans caisson). Encore un autre avantage de l'invention est que le procédé qui permet la fabrication des collecteurs selon l'invention, qui est aussi un objet de la présente invention, permet l'intégration directe de fonctions essentielles au bon fonctionnement d'un panneau solaire alors que dans les techniques de l'art antérieur, ces fonctions sont généralement rapportées sur le collecteur après sa fabrication.
Il est également possible d'intégrer au cours du moulage du collecteur, un
(ou des) moyen(s) de fixation de la vitre d'un panneau solaire thermique, qu'elle soit organique ou minérale, par réalisation au cours du moulage d'une glissière avantageusement ouverte vers l'intérieur du cadre ou encore par surmoulage de moyens de fixation, par exemple des clips.
Il est encore possible d'intégrer au cours du moulage du collecteur, par surmoulage, un (ou des) moyen(s) d'étanchéité comme des joints, par exemple en élastomère, lors du moulage du collecteur (par exemple joints en thermoplastique élastomères comme par exemple en les thermoplastiques oléfiniques vulcanisés dynamiquement (TPV) ou non (TPO) comme par exemple ceux de marques commerciales Espolex® (Sumitomo Chemical) ou Santoprène®.
Il est aussi possible d'intégrer dans le collecteur, un (ou des) moyen(s) d'absorption des rayons solaires par la réalisation d'absorbeurs, par exemple extrudés en matériaux plastiques (Polyphénylène sulphide (PPS), alliage de polyphénylène éther/ polystyrène/butadiène (PPE/PS), Polyamides aromatiques, Polysulfone, polyestersulfones,...) et/ou de films plastiques en surface d'un absorbeur métallique lui-même par exemple en aluminium ou en cuivre).
Il est aussi possible d'intégrer au cours du moulage du collecteur, un (ou des) moyen(s) de fixation du collecteur sur un support, par exemple un toit, avec la possibilité de faire varier l'inclinaison desdits supports pour augmenter l'efficacité du panneau solaire.
Les collecteurs selon l'invention peuvent être colorés dans la masse, par exemple par mélanges-maîtres lors de l'étape de moulage ou par décoration pré- appliquée dans le moule à l'aide d'un film décoratif.
Les collecteurs pouvant prendre toutes les formes désirées, il est aussi possible de réaliser des collecteurs, et donc des panneaux solaires, qui pourront s'intégrer à leur support comme par exemple la façade d'un bâtiment.
Dans le cas des capteurs solaires ayant un collecteur de forme parabolique, le ou les tubes n'étant pas enfermés dans un caisson, le matériau plastique utilisé pour sa réalisation peut être recouvert par un film réfléchissant ou absorbant.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, et afin d'alléger le panneau solaire thermique, un verre organique peut être utilisé en remplacement du verre minéral. Ce verre organique peut être choisi parmi les polyméthacrylates de méthyle (PMMA), renforcés au choc ou non par d'autres acrylates tels que les acrylates de butyles, ou encore les polycarbonates (PC).
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, un moyen d'isolation et/ou un moyen de protection thermique des parois, supplémentaires, peuvent être ajoutées si nécessaire.
Selon l'invention, le moulage du collecteur est susceptible d'être obtenu par tout procédé connu qui comprend au moins une étape de moulage du matériau isolant et une étape d'expansion dudit matériau isolant.
A cet égard on citera par exemple - l'injection thermoplastique classique, préférentiellement à basse pression, comme le procédé SPMoId de Sumitomo Chemical. Ce procédé présente le grand avantage d'éviter tout phénomène de déformation après moulage.
- l'injection thermoplastique avec moussage de la matière plastique comme par exemple le procédé SP Foaming. Le moussage de la matière plastique peut être obtenu par ajout d'un agent d'expansion chimique dans la matière plastique à injecter. Ledit agent d'expansion chimique peut être choisi préférentiellement chez les fournisseurs Sekuisi ou Clariant.
- le procédé Dolphin ; - le procédé Mucell de la société TREXEL, au cours duquel un gaz à l'état supercritique est injecté dans la matière plastique en fusion ;
- le thermoformage de plaques extrudées et moussées par extrusion directe comme par exemple les procédés Sumiceller ou Trocellen.
Avantageusement selon l'invention, on utilisera les techniques SP-MoId et Sumiceller® développées par Sumitomo Chemical.
Selon une variante de l'invention, il est possible d'ajouter, par surmoulage des éléments rapportés au collecteur, comme par exemple un fond dans la variante où seul le cadre est moulé monobloc, ou encore quelque soit la variante des clips de blocage, des renforts, ou tout autre élément apte à être obtenu par surmoulage. Une technique préférentielle de surmoulage peut être l'injection thermoplastique de matières plastiques à base de polypropylène.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, les surfaces intérieure et/ou extérieure du collecteur, indépendamment ou simultanément, peuvent-être revêtues d'un matériau destiné à assurer une bonne réflexion et/ou une protection thermique, comme par exemple un film protecteur et/ou un film aluminisé. Selon ce mode de réalisation, le film peut-être apposé par dépôt dans le moule au cours du procédé de moulage par injection ou thermoformage ou par coextrusion dans le cas de collecteurs paraboliques extrudés.
L'invention se rapporte aussi à des panneaux solaires thermiques destinés à chauffer de l'eau ou de l'air ainsi qu'à des panneaux solaires photovoltaïques, comprenant au moins un collecteur selon l'invention.
Un des grands avantages des panneaux solaires thermiques selon l'invention réside dans le fait qu'ils peuvent être réalisés à partir de 3 éléments seulement (le collecteur selon l'invention, le circuit d'eau ou d'air et la plaque de verre organique ou minéral), ce qui induit une réduction significative du temps d'assemblage du panneau, ainsi qu'une réduction significative du poids (de 10 à 80 %) selon les fonctions intégrées dans le collecteur. On notera que l'utilisation d'un verre organique en remplacement d'un verre minéral peut encore permettre un gain de poids non négligeable (-50%). Ces gains augmentent les facilités de transport ainsi que de pose, liées à la réduction du poids, ce qui engendrent des coûts moindres, ainsi qu'un moindre impact CO2 sur l'environnement.
L'apparition de ponts thermiques est également fortement réduite dans des collecteurs et/ou des panneaux solaires selon l'invention.
Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que les panneaux solaires intégrant un collecteur selon l'invention peuvent être d'épaisseur relativement réduite, l'isolant faisant partie intégrante dudit collecteur.
La facilité de démantèlement (liée au nombre réduit de composants ou sous-ensembles de composants) des collecteurs selon l'invention, facilite le recyclage desdits composants, en particulier avec l'utilisation . de matières plastiques à base polypropylène qui ne dégagent pas de substances toxiques.
La réduction de l'impact sur l'environnement liée à la suppression des traitements de surface et peintures du collecteur, la décoration des panneaux pouvant être réalisée par coloration dans la masse ou lamination de films plastiques ou aluminisés, comparée à la solution actuelle de cadres aluminium peints n'est en outre pas négligeable.
Enfin, la liberté de formes que permet la conception de pièces en matières thermoplastiques, doit permettre une meilleure intégration de l'équipement solaire dans son environnement (par exemple, intégration en façades ou sur le toit d'un bâtiment). A cet égard, une possibilité s'offre de concevoir le collecteur comme une boite de forme diverse intégrant de part sa forme, le support du collecteur. Cette boite peut être réalisée à partir d'une plaque de matière plastique moussée qui serait repliée en différents points pour donner la forme voulue. La boite de forme diverse ainsi réalisée peut également intégrer d'autres éléments tels qu'un réservoir-siphon dans le cas de panneau solaire thermique à siphon, d'un boitier de fusibles dans le cas d'un panneau photovoltaïque, d'un boitier de climatiseur ou de pompe à chaleur pour une meilleure intégration de l'ensemble d'équipements additionnels présents actuellement sur un toit d'une maison par exemple.
Avantageusement ledit panneau solaire thermique peut en outre comprendre indépendamment ou simultanément, un ou des support(s) des circuits d'eau ou d'air, un ou des élément(s) de renfort, un ou des support(s) de la plaque de verre, un ou des isolant(s) supplémentaire(s), un ou des absorbeur(s) de chaleur, généralement constitué(s) d'une plaque de métal, ledit absorbeur pouvant être lui-même recouvert d'une matière améliorant ses performances, ledit absorbeur pouvant également être accouplé au circuit d'eau ou d'air. L'invention a aussi pour objet l'utilisation d'un collecteur selon l'invention pour le montage de panneaux solaires thermiques ou photovoltaïques.
L'Homme du métier comprend que les techniques utilisées dans la présente invention et les dimensions applicables sont des données habituelles dans ces domaines et qu'il n'aura aucun mal à les mettre en œuvre. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 présente une vue en coupe d'un collecteur selon l'invention ;
- la figure 2 présente une vue en coupe d'un panneau solaire destiné à chauffer de l'eau.
- la figure 3 présente une vue en coupe d'un panneau solaire destiné à chauffer de l'eau, intégrant en outre une isolation supplémentaire.
- la figure 4 présente une vue en coupe d'un panneau solaire destiné à chauffer de l'eau, intégrant en outre un autre collecteur solaire. - la figure 5 présente une vue en 3 dimensions d'un collecteur selon l'invention en forme de boite.
- la figure 6 présente une vue en 3 dimension et en transparence d'un panneau solaire thermique intégré dans un collecteur tel que représenté à la figure 5. Ainsi par référence aux figures, on observe à la figure 1 une vue en coupe d'un collecteur (11) selon l'invention intégrant un isolant (12) dans son fond.
On observe à la figure 2 une vue en coupe d'un panneau solaire thermique destiné à chauffer de l'eau comprenant un collecteur selon l'invention (21) intégrant un isolant (22) dans son fond, une plaque de verre (23), un circuit d'eau
(24) un absorbeur de chaleur (25), des supports du circuit d'eau (26) et des moyens de support de la plaque de verre (27) surmoulés.
On observe à la figure 3, une vue en coupe d'un panneau solaire thermique selon la figure 2, destiné à chauffer de l'eau, comprenant en outre un isolant supplémentaire (38).
On observe à la figure 4 une vue en coupe d'un panneau solaire thermique selon la figure 2, destiné à chauffer de l'eau comprenant en outre un réflecteur solaire (49) en forme de logement parabolique dont chaque logement pourra correspondre à un tube de circulation du fluide (44). On observe à la figure 5 une vue en 3 dimensions d'un collecteur selon l'invention en forme de boite (51) et une représentation de la feuille en matière plastique isolante (510) qui par pliage a donné ladite boite. Les flèches indiquent le sens de pliage de la plaque de matière plastique moussée.
On observe à la figure 6 une vue en 3 dimensions d'un panneau solaire installé dans un collecteur selon la figure 5, montrant en transparence un panneau solaire (61 1) et un réservoir (612).

Claims

REVENDICATIONS
1.) Cadre monobloc moulé en un matériau plastique isolant expansible, particulièrement une matière plastique dont l'expansion pourra intervenir en cours de moulage, choisie parmi les matières plastiques pouvant comprendre un ou plusieurs polymères choisis parmi le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE), le polyamide aliphatique ou aromatique (PA), le mélange de polyphénylène éther (tel que l'alliage polyphénylène éther/polystyrène/butadiène (PPE/PS), l'alliage polyphénylène éther/polyphénylène sulfone (PPE/PPS), l'alliage polyphénylène éther/polypropylène (PPE/PP), l'alliage polyphénylène éther/polyamide
(PPE/PA), le polyéthersulfone (PES), le polyphénylène sulfone (PPS), le polyester, le polybutylène téréphtalate (PBT), avantageusement le polypropylène.
2.) Collecteur isolant moulé, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un cadre monobloc moulé selon la revendication 1.
3.) Collecteur isolant moulé, caractérisé en ce qu'il comprend un cadre et un fond monoblocs moulés en une seule pièce en un seul matériau plastique isolant expansible, particulièrement une matière plastique dont l'expansion pourra intervenir en cours de moulage, choisie parmi les matières plastiques pouvant comprendre un ou plusieurs polymères choisis parmi le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE), le polyamide aliphatique ou aromatique (PA), le mélange de polyphénylène éther (tel que l'alliage polyphénylène éther/polystyrène/butadiène (PPE/PS), l'alliage polyphénylène éther/polyphénylène sulfone (PPE/PPS), l'alliage polyphénylène éther/polypropylène (PPE/PP), l'alliage polyphénylène éther/polyamide (PPE/PA), le polyéthersulfone (PES), le polyphénylène sulfone (PPS), le polyester, le polybutylène téréphtalate (PBT), avantageusement le polypropylène.
4.) Collecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que il comprend en outre un fond.
5.) Collecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit fond est ajouté au cadre soit par surmoulage dudit cadre sur ledit fond, soit par tout moyen permettant l'assemblage dudit fond audit cadre comme par exemple par collage post moulage avant que la matière constituant ledit cadre ne soit solide, par collage post moulage lorsque le cadre est devenu rigide, soit par tout moyen mécanique de solidarisation comme par exemple l'agrafage, le clipsage, le vissage.
6.) Cadre selon la revendication 1 ou collecteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisés en ce qu'une (ou des) charge(s) renforçante(s) et/ou une (ou des) charge(s) ignifugeante(s) est (sont) ajoutée(s) à la matière plastique.
7.) Cadre ou collecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que I a charge renforçante est choisie parmi des charges minérales ou organiques, des nanoparticules, des charges conductrices, des fibres de verre longues ou courtes, des fibres organiques, des fibres naturelles, préférentiellement des fibres naturelles et/ou organiques
8.) Collecteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, simultanément ou indépendamment, un réflecteur solaire, un moyen d'isolation ou un moyen de protection thermique des parois, un ou des moyens de fixation d'une vitre, un (ou des) moyen(s) d'étanchéité, un (ou des) moyen(s) d'absorption des rayons solaires, un (ou des) moyen(s) de fixation du collecteur sur un support.
9.) Collecteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il est susceptible d'être obtenu par injection thermoplastique classique, préférentiellement à basse pression, (procédé SPMoId de
Sumitomo Chemical), injection thermoplastique avec moussage de la matière plastique (procédé SP Foaming), le procédé Dolphin, le procédé Mucell, le thermoformage de plaques extrudées et moussées par extrusion directe (procédés Sumiceller ou Trocellen).
10.) Collecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est susceptible d'être obtenu par les techniques SP-MoId et Sumiceller®.
11.) Panneau solaire thermique ou photovoltaïque ou mixte comprenant au moins un cadre selon la revendication 1, 6 ou 7 ou au moins un collecteur tel que décrit à l'une quelconque des revendications 2 à 10.
12.) Panneau solaire thermique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit de circulation d'eau et une plaque translucide.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2578379A1 (fr) * 2011-10-05 2013-04-10 Sumika Polymer Compounds (France) SA Solutions thermiques solaires utilisant des technologies de moulage par soufflage
DE102014201599A1 (de) * 2014-01-29 2015-07-30 Robert Bosch Gmbh Thermischer Sonnenkollektor
US10992254B2 (en) 2014-09-09 2021-04-27 Shoals Technologies Group, Llc Lead assembly for connecting solar panel arrays to inverter
SE539060C2 (en) * 2014-09-16 2017-04-04 Jilkén Leif Composite solar collector
CN104816424B (zh) * 2015-04-24 2017-01-18 云南省玉溪市太标太阳能设备有限公司 太阳能水箱保温层双工位发泡生产线
US10386094B2 (en) 2016-11-17 2019-08-20 Leif Jilkén Composite solar collector

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3399664A (en) * 1966-08-08 1968-09-03 Bayer Ag Solar heater
US3866285A (en) * 1974-03-01 1975-02-18 Dow Corning Method of constructing a solar energy collector
US4038967A (en) * 1974-07-17 1977-08-02 Stout Harry E Solar heating system and components thereof
DE2528267A1 (de) * 1975-06-25 1977-01-20 Buderus Eisenwerk Vorrichtung zur uebertragung von sonnenenergie an ein fluessiges medium
US4152495A (en) * 1976-04-06 1979-05-01 Rohm And Haas Company Foamed thermoplastic resin composition containing multiple stage polymeric modifiers
US4098265A (en) * 1976-05-10 1978-07-04 Gravely Ben T Solar energy collector
US4033325A (en) * 1976-05-11 1977-07-05 James Edwin Walker Fluid sheet solar collector
GB1553827A (en) * 1976-09-03 1979-10-10 Ci Caravans Ltd Heat exchange panel
GB1526062A (en) * 1976-11-17 1978-09-27 Davies W Solar heating panels
US4114599A (en) * 1977-01-13 1978-09-19 Stephens James W Solar collector
BR7801166A (pt) * 1977-02-28 1978-09-26 Du Pont Aperfeicoamento em coletor de energia solar e em processo para prepara-lo
DE2713628A1 (de) * 1977-03-28 1978-10-05 Bucher Georg Formteil, insbesondere traegerelement fuer solar-kollektoren sowie verfahren zur herstellung des formteils
US4194491A (en) * 1977-05-17 1980-03-25 Randall Eugene J Solar collector panel
FR2428215A2 (fr) * 1978-06-09 1980-01-04 Schwobb Alain Capteur solaire
CH631256A5 (en) * 1979-02-09 1982-07-30 Helind Sa Method of manufacturing a solar collector having an undulated surface and device for implementing it
JPS57104046A (en) * 1980-12-17 1982-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Installation of solar heat collector
US4693941A (en) * 1981-01-06 1987-09-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Reinforced poly(ethylene terephthalate) compositions
JPS5927154A (ja) * 1982-08-06 1984-02-13 Showa Alum Corp 太陽熱利用温水器の製造方法
US4586227A (en) * 1984-05-07 1986-05-06 Cornell S Douglas Method of making a solar water heater
AUPO987697A0 (en) * 1997-10-17 1997-11-13 Gough Industries Pty Ltd Solar water heater
SE522555C2 (sv) * 2000-02-24 2004-02-17 Uponor Ab Solfångarpanel
ATE447148T1 (de) * 2003-06-13 2009-11-15 Vkr Holding As Sonnenkollektor
GB2421072A (en) * 2004-10-27 2006-06-14 Viridian Concepts Ltd Solar collector
WO2009046352A2 (fr) * 2007-10-04 2009-04-09 Power Panel, Inc. Tableau de distribution de puissance

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2010119185A2 *

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