FR2476805A1 - Installation de chauffage de locaux et de production d'eau chaude par captage et stockage de calories solaires ainsi que par stockage de calories electriques economiques - Google Patents

Abstract

INSTALLATION DE CHAUFFAGE DE LOCAUX PAR CAPTAGE ET STOCKAGE DE CALORIES SOLAIRES ET DE CALORIES ELECTRIQUES AU TARIF LE PLUS BAS. CETTE INSTALLATION COMPREND: UN CAPTEUR 1 DE L'ENERGIE SOLAIRE AGENCE POUR FOURNIR DE L'AIR CHAUD, UN DISPOSITIF DE PRODUCTION D'EAU CHAUDE, UN SYSTEME DE STOCKAGE 2 DES CALORIES SOLAIRES, LE MEME SYSTEME SERVANT AU STOCKAGE DE CALORIES ELECTRIQUES PENDANT LES HEURES CREUSES AU TARIF LE PLUS BAS, DES MOYENS POUR FAIRE CIRCULER L'AIR CHAUD A TRAVERS LA MASSE DU MATERIAU SERVANT AU STOCKAGE DES CALORIES ET DE REPRISE DES CALORIES STOCKEES POUR LES DISTRIBUER AUX LOCAUX A CHAUFFER. COMPTE TENU DE SES CARACTERISTIQUES D'ETANCHEITE, DE RESISTANCE D'ISOLATION ET DE SON PRIX, LE CAPTEUR SOLAIRE PEUT AVANTAGEUSEMENT REMPLACER UNE TOITURE TRADITIONNELLE. L'INSTALLATION DECRITE RESTE PEU COUTEUSE CAR FAISANT APPEL A DES PRODUITS INDUSTRIELS FABRIQUES EN GRANDE SERIE; SES FRAIS D'EXPLOITATION SONT REDUITS AU MINIMUM.

Description

La présente invention a pour objet une installation de chauffage de locaux par récupération d'énergie solaire et l'utilisation de calories électriques peu coûteuses,
Elle peut aussi participer à une production d'eau chaude.

l'invention a pour but de capter les calories solaires et de les stocker en vue de leur utilisation, soit pendant les jours sans soleil,soit pendant la nuit, les calories stockées étant utilisées pour le.chauffage de locaux de type divers, notamment locaux d'habitation, industriels,serres.

l'invention a subsidiairement pour but de réaliser un système de stockage de- calories apportées par voie élec- trique pendant les heures dites creuses", pendant lesquelles les tarifs de l'électricité sont plus avantageux.

Conformément à l'invention, l'installation comprend en combinaison
- d'une part un dispositif capteur de l'énergie solaire agencé pour fournir de l'air chaud,
- d'autre part un système de stockage de la chaleur apportée soit par l'air chaud provenant du capteur, soit par des résistances électriques,
- ainsi que des moyens pour créer une dépression dans la masse de stockage, afin d'aspirer dans celle-ci l'air chaud issu du capteur ou lair contenu dans les locaux à chauffer. l'air refoulé peut être soit dirigé vers les locaux à chauffer, soit vers l'extérieur, soit vers un stockage complémentaire.

Le capteur de l'énergie solaire peut être réalisé sous diverses formes. Ainsi, suivant une forme de réalisation possible, le capteur comprend un ensemble de panneaux superposés et séparés par un intervalle d'air, les panneaux supérieurs étant translucides ou transparents, les panneaux inférieurs étant isolants et comportant une face noire absorbante.

le rayonnement solaire vient réchauffer l'air dans le volume libre réservé entre les panneaux translucides et la surface noire des panneaux isolants lesquels sont inclinés avec une ouverture d'entrée d'air à leur base, et une ouverture de sortie d'air chaud à leur partie supérieure.

De tels panneaux peuvent être constitués par exemple de manière connue en soi, par une tôle nervurée galvanisée peinte en noir, disposée sur une plaque en polyuréthane épousant le profil de la tole nervurée et celui d'une tôle galvanisée inférieure. Les panneaux supérieurs translucides ont un profil correspondant à celui de la tôle peinte en noir, cet ensemble de panneaux pouvant former une partie ou totalité de la toiture d'un bâtiment contenant les locaux à chauffer.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, la masse de stockage de la chaleur, qui peut être constituée par tout matériau capable d'absorber et de restituer des calories, tel que galets calibrés lavés, éléments en béton, éléments métalliques, est disposée au-dessous de i'arrivée d'air chaud à la partie supérieure du capteur, les panneaux de eelui-ei étant supportés par une charpente attenante au collecteur d'arrivée d'air chaud ; complémentairement l'invention prévoit des volets de fermeture de cette arrivée d'air pendant les périodes froides ou de nonensoleillement, ainsi que d'autres volets susceptibles d'être rabattus sur la surface supérieure de la masse de stockage de la chaleur, afin de compléter l'isolement thermique de cette masse.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, une tuyauterie d'aspiration d'air est noyée dans la partie inférieure de la masse de stockage. Une turbine dont l'aspiration est branchée sur cette tuyauterie aspire l'air à travers la masse de stockage et le refoule par d'autres tuyauteries soit vers les locaux à chauffer, soit vers un stockage complémentaire, soit vers l'extérieur. le stockage complémentaire peut, par exemple, être constitué par des tranchées remplies d'un matériau de stockage dans lesquelles on trouve des tuyauteries d'arrivée d'air chaud et d'autres tuyauteries de reprise reliées à une pompe à chaleur.

Ainsi, lorsque les deux volets pivotants sont ouverts, l'air admis dans le capteur est réchauffé progressivement dans celui-ci et en sort par la partie supérieure, puis est aspiré dans la masse de stockage par la turbine disposée au-dessous de celle-ci. L'air chaud transmet ses calories au matériau de stockage, le volume ou container contenant celui-ci étant parfaitement isolé thermiquement.

Lorsque la température à l'intérieur du stockage est supérieure à la température de l'air sortant du capteur, la turbine est arrêtée, ainsi que l'arrivée de cet air an faisartt pivoter les volets de fermeture du capteur, ainsi que les volets placés sur la masse de stockage dans le but de conserver la chaleur emmagasinée dans celle-ci. Lorsque la température de l'air sortant du capteur redevient supérieure à la température de la masse de stockage, la turbine est remise en route, les volets sont ouverts, et le cycle des calories solaires recommence.

D'autres partieularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre.

Aux dessins annexés, on a représenté à titre non limitatif une forme de réalisation de l'installation de chauffageselon l'invention.

- La figure 1 est une vue en coupe transversale verticale d'une forme de réalisation de l'installation de chauffage par récupération d'énergie solaire selon l'invention, l'élément de stockage et son habillage constituant un mur extérieur du bâtiment.

- La figure 2 est une vue an plan de l'installation de la figure 1.

- La figure 3 est une vue en ccupe suivar,t III
III de la figure 1 et-montre le dispositif de chauffage électrique -complémentaire.

- La figure 4 est une vue en coupe longitudinale
IV-IV à échelle agrandie, du capteur de l'énergie solaire visible à la figure 1.

L'installation représentée aux figures 1 à 4 est destinée au chauffage de locaux par récupération d'énergie solaire et stockage d'energie électrique économique,par exemple des locaux d'habitation, entrepôts, locaux industriels divers, ou bien encore des serres.

Cette installation comporte
- d'une part un dispositif capteur de l'énergie solaire désigné par la référence générale 1, agencé pour fournir de l'air chaud,
- d'autre part un système de stockage de la chaleur apportée par l'air chaud provenant du capteur 1, ce système de stockage étant désigné par la référence générale 2 et comportant une masse 3 de stockage des calories transportées par l'air chaud provenant du capteur 1 , l'air refroidi étant ensuite soit soufflé dans le local 4 placé sous le capteur I et environnant la masse de stockage 3, soit évacué comme on le verra en détail ci-après.

L'installation comporte complémentairement des moyens pour créer une dépression dans la masse de stockage 3 de la chaleur, afin d'aspirer dans cette masse l'air chaud provenant du capteur 1, ou l'air ccnteru dans le local 4. Elle comporte également un dispositif permettant de produire de- l'eau chaude an même temps que le stockage des calories.

On décrira tout d'abord en détail le capteur d'énergie solaire 1 prévu dans cette forme de réalisation de l'installation, puis le système de stockage 2 et les moyens d'aspiration de l'air chaud et de soufflage de celuici dans les locaux. On décrira aussi le moyen de stocker les calories électriques économiques.

Description du capteur 1 d'énergie solaire.

le capteur visible aux figures 1 à 4 comprend un ensemble de panneaux superposés et séparés par un intervalle d'air 5, ces panneaux pouvant être de grandes dimensions : jusqu'à 12 m de longueur sur 1 m de largeur par exemple, et constituant alors la totalité ou une partie de la toiture du bâtiment à chauffer. On voit ainsi sur la figure 2 un ensemble de panneaux supérieurs translucides ou transparents 6 contigus les uns aux autres, formant la plus grande partie de la toiture du local 4 à chauffer ; le capteur 1 est supporté à sa base par des éléments résistants pouvant inclure un vitrage 7 et est fixé par sa partie supérieure à des éléments de charpente 8 et des éléments intermédiaires s'il y a lieu.

Le capteur 1 comporte tout d'abord un panneau isolant 9 pourvu de nervures ou saillies transversales 11, comportant par exemple une âme en polyuréthane, une face supérieure an tôle nervurée galvanisée présentant une surface noire S, et sur la face inférieure une seconde tôle galvanisée légèrement nervurée
Un tel panneau isolant monobloc peut être par exemple du type connu commercialement sous la marque "Ondatherm 101", sans pour autant exclure des panneaux de caractéristiques voisines.

Sur les têtes des nervures ou saillies 11 de la surface noire S, sont disposées des cales d'épaisseur 12 et sur toute la longueur de ces nervures. les cales 12 supportent un ensemble de panneaux translucides 6 ayant le même profil que la surface noire S, les panneaux translucides 6 et les cales 12 étant fixés sur les nervures de la surface noire S par tous moyens appropriés, par exemple par des vis autotaraudeuses non représentées. les panneaux supérieurs 6 se recouvrent le long de leurs bords opposés profilés, commue on le voit à la figure 4, et les panneaux 9 sont pourvus de bords 10 d'accrochage mutuel et se recouvrent comme les panneaux 6.

Les panneaux 6 et 9 constitutifs du eapteur 1 sont inclinés suivant un angle convenable, et présentent à leur extrémité inférieure une ouverture 14 d'entrée d'air, sur toute la longueur du bâtiment, cette ouverture correspondant à l'écartement 5 réservé entre la surface noire S et les panneaux translucides (ou transparents) 6. A la partie supérieure, le volume intérieur 5 débouche sur un volume collecteur 15 recevant l'air chaud venant de l'entrée 14, la sortie de l'air chaud étant symbolisée par la flèche
F sur la figure 1.

Dans l'exemple décrit, le collecteur 15 est délimité à sa partie supérieurepar un panneau isolant étanche 16 au même profil que le translucide, et à sa partie inférieure par un autre panneau isolant comportant des ouvertures.

Le capteur 1 est muni, suivant une partieularité de l'invention, de volets 17 susceptibles de fermer les ouvertures du collecteur 15 d'arrivée d'air chaud, ces-volets étant montés pivotants autour d'articulations 18. La manoeuvre des volets 17 peut être exécutée au moyen de vérins 19. Les volets peuvent donc prendre sous l'action des vérins 19 une position de fermeture 17 représentée à la figure 7 en trait continu, et une position d'ouverture représentée en traits interrompus 17a, dans laquelle lesvolei reposent en position horizontale, sur la partie supérieure du système de stockage 2 en fermant des ouvertures 50 correspondantes ménagées dans un plafond isolant 40. Dans cette position le local à chauffer 4 est isolé du reste de l'installation.

Les panneaux constitutifs du capteur 1 ainsi réalisé,et bien orientés au soleil permettent, par l'éehauf- fement de la surface noire S et par effet de serre, de chauffer l'air entrant à la base par l'ouverture 14, et montant entre les panneaux translucides 13 et la surface noire S. Cet air tend naturelement à s'élever au fur et à mesure de son échauffement, et il se crée de la sorte un courant ascendant qui se trouve accéléré par la dépression s'exerçant à la partie supérieure du capteur 1, comme on l'expliquera en détail ci-après.

La longueur totale du capteur 1 peut être égale ou différente de celle du système de stockage 2, le collecteur 15 permettait d'amener l'air chaud à la masse de stockage.

Cet air chaud, sortant du collecteur 15 par les ouvertures correspondantes aux volets 17 peut aussi participer à cette production d'eau chaude si des éléments de tuyauteries à ailettes 20 en métal bon conducteur sont places sur le circuit d'air chaud F, ces tuyauteries étant elles-mêmes reliées à un ballon d'eau chaude non représenté, à acoumu- lation et courant de nuit avec interposition d'une pompe de circulation,
Description du système de stockage 2 de la chaleur provenant du capteur 1.

Le dispositif de stockage 2 de la chaleur provenant de l'air chaud fourni par le capteur 1 est représenté en détail aux figures 1 et 3. Ce système de stockage comporte une enveloppe 21 constituée par des éléments(22, 28a, 28b, 29, 31) formant un container à l'intérieur duquel est disposée la masse de stockage 3, celle-ci pouvant être constituée de tous matériaux apprcpriés, tels que galets calibrés lavés, éléments métalliques empilés, éléments en béton empilés etc...

le matériau de stockage 3 remplit le volume délimité par un ensemble de tales profilées verticales22,dont les bords contigus 23, 24 sont emboîtés les uns dans les autres de façon étanche, de manière connue en soi. Ces tôles 22 peuvent avoir un profil quelconque dans la mesure où il est adapté à remplir la fonction qui lui est assignée dans le système de stockage 2, ce profil pouvant par exemple être du type connu commercialement sous la marque "Cofrastra" qui est représenté aux dessins. Les tôles 22 de type "Cofrastra" sont pourvues de nervures en coeur 25 s'étendant verticalement sur toute la longueur des tiges, lesquelles sont disposées de façon que les nervures 25 des tôles opposées 22 soient dirigées les unes vers les autres.De ce fait, les nervures 25 s'eneastrent dans la masse 3 remplissant le volume intercalaire entre les tôles 22.

Des entretoises 26 fixées aux nervures 25 au moyen par exemple de boulons 27, maintiennent constant l'écartement entre les tles- 22. Ces dernières sont recouvertes par les plaques isolantes 28, l'élément isolant extérieur 28a étant recouvert d'un habillage complémentaire 29, qui peut lui-même être constitué par des panneaux métalliques ou par un mur en briques creuses isolantes comme dans l'exemple déerit,tandis que l'élément isolant intérieur 28b peut être revêtu d'un habillage approprié 31 réalisé par exemple en placoplêtre, ou peut recevoir un habillage métallique.

La fixation des panneaux isolants 28a, 2effet des habillages 31, 29 peut' être assurée au moyen d'un ensemble de tiges en T 32 dont les parties terminales 32a comportant la branche transversale du T sont logées à l'intérieur de nervures 25, comme on le voit à la figure 2. Du côté intérieur de l'enveloppe 21, c'est-à-dire vers l'intérieur du local 4, les tiges 32- traversent les panneaux 28b et l'habillage 31 dont elles assurent l'ancrage aux tôles 22, des écrous 33 venant se visser sur les extrémités des tiges 32. Du côté extérieur de l'enveloppe 21, les tiges 32 traversent le panneau isolant 28a et sont noyées à l'intérieur de la garniture 29.

Le système de stockage 2 contient également des moyens de chauffage électrique de la masse 3 noyés dans celle-ci, et qui sont destinés à être mis en oeuvre pendant les heures "creuses" pour fournir au matériau 3 des calories de remplacement des calories solaires provenant du capteur 1.

Dans l'exemple décrit, ces moyens de chauffage sont constitués par des résistances électriques telles que 34, alimentées par des gaines 35 logées de préférence dans les nervures 25. Les résistances 34 sont placées dans des tubes entretoises 36 présentant des perforations 37, et qui traversent la masse 3 horizontalement. les entretoises 36 sont fixées aux tôles 22 par exemple au moyen de bouchons filetés 38 étanches, le bouchon intérieur étant traversé par la résistance correspondante 34.

L'enveloppe 21 constituant le container de stockage de la chaleur, est isolée en partie haute et en partie basse par les éléments isolants 53H et 533. La face supérieure 53H- du container comporte des ouvertures qui peuvent être fermées par des volets 39, isolés eux aussi, articulés autour d'axes 41, de façon à pouvoir être rabattus horizontalement comme représenté en 39a sur le dessus de la masse 3, de façon à compléter, quand cela est nécessaire, l'isolation thermique de la masse 3. Comme les volets 17, les volets 39 peuvent être manoeuvrés au moyen de vérins 42 articulés d'suie part sur lesvolets et d'autre part sur des éléments résistants.Les panneaux isolants 28a, se prolongent au-dessus de la masse de stockage 3 de façon que, les volets 17 étant en position 17a, l'espace dans lequel débouche l'air chaud venant du collecteur soit parfaitement calorifugé.

Le volume de stockage décrit précédemment fait appel à des panneaux de grandes longueurs dont les nervures, qui en augmentent la résistance, servent à maintenir leur écartement, à fixer les plaques isolantes et l'habillage.

Ces panneaux servent aussi à la fixation des résistances électriques 34 logées dans les tubes entretoises 36.

Ce container parfaitement calorifugé sur toutes ses faces permet d'obtenir une étanchéité suffisante pour s'opposer aux entrées d'air anarchiques dans le volume de stockage.

Mais rien ne s'oppose à ce que le volume de stockage soit réalisé en béton ou en maçonnerie à condition de respecter l'étanchéité et l'isolation indispensables sur toutes les faces du volume destiné au stockage des calories.

la masse de stockage pourrait aussi être constituée par un empilage de parpaings ou de pièces de formes en béton qui se prêteraient au passage régulier de l'air et à une bonne absorption calorifique.

les moyens pour créer une dépression dans la masse 3, comprennent dans le mode de réalisation représenté, une tuyauterie 43 percée de trous d'aspiration 44, noyée dans la partie inférieure de la masse 3, ainsi qu'unie turbine à air 45 disposée au-dessous de la masse 3 et du plancher 46, dont l'aspiration est branchée sur la tuyauterie 43.Le refoulement de la turbine 45 est raccordé à une canalisation 47 se subdivisant en une tuyauterie 49 de soufflage d'air à l'intérieur du local 4 à chauffer, qui peut être munie d'un filtre 4 et une seconde tuyauterie 51 susceptible d'évacuer l'air soufflé par la turbine 45 vers l'extérieur, ou vers des tranchées remplies d'un matériau de stockage de la chaleur non représentées, qui peuvent être elles-mêmes reliées à des pompes à chaleur par des tuyauteries prévues à cet effet.

les tuyauteries 49 et 51 sont équipées de clapets 52 pour le réglage du débit d'air soufflé.

L'isolation de la masse 3 est complétée à sa base par la plaque isolante 53B, traversée par une tuyauterie 54 de raccord entre la tuyauterie 43- et la turbine d'aspiration et de refoulement 45.

L'enceinte 21 qui vient d'être décrite est soigneusement calorifugée sur tous ses cotés et aussi étanche que possible à l'air. les profils métalliques 22, les entretoises- 36 et 26 participent également au stockage des calories transmises par l'air ehaud provenant du collecteur 15, au même titre que la masse 3 proprement dite. Le calorifugeage des tôles profilées 22 peut être différent sur leurs deux côtés comme représenté à la figure 3, ou bien être identique.

Cependant, de préférence le calorifugeage est renforcé pour la face extérieure, par exemple au moyen de la garniture de briques 29. En revanche, du côté intérieur du système de stockage 2, il est possible de diminuer l'efficacité du calorifugeage afin d'obtenir une surface qui participe au chauffage des locaux par convection et rayonnement à basse température.

Ainsi, le volume destiné au stockage des calories par la masse 3 peut se présenter sous la forme d'une sorte de container pouvant atteindre une hauteur très importante, par exemple 12 mètres, et dont l'épaisseur peut atteindre ou dépasser un mètre, la longueur étant aussi grande qu'il est nécessaire, compte tenu des dimensions du bâtiment.

Be nombre des éléments chauffants constitués par l'assemblage d'une résistance 34 et du tube perforé 36 dans lequel elle est placée, ainsi que leur puissance, sont définis en fonction du stockage à réaliser, an complément du stockage des calories solaires. Ces éléments chauffants sont aisés à remplacer au moyen de portes de visite 55 (figure 3) ou de bouchons isolants, traversant l'épaisseur de l'habillage intérieur 31 et du panneau isolant 28b.

Fonctionnement
L'installation de chauffage qui vient d'être décrite fonctionne de la manière suivante.

le capteur 1 étant convenablement orienté au soleil fournit comme expliqué ci-dessus de l'air chaud, qui débouche dans le collecteur 15, les volets 17 étant rabattus en position horizontale 1 7a en prenant appui sur l'extrémité supérieure des panneaux isolants 28b et 31, de façon à isoler l'espace à chauffer 4 du volume situé au-dessus de la masse de stockage des calories.les volets -39 étant également relevés, et le moteur de la turbine 45 étant mis en route, il se crée dans le, masse 3 une dépression qui aspire I'airchaud provenant du collecteur 15, le système de stockage 2 étant placé au-dessous comme visible à la figure 1.Mais cet air chaud sortant par les ouvertures correspondant aux volets 17 rencontre d'abord les tuyauteries 20 à ailettes destinées à la production d'eau chaude. il leur abandonne une partie de ses calories et pénètre alors dans la masse 3 - à laquelle il abandonne ses calories, puis traverse le tube perforé 43 par les ouvertures 44, et sort de la turbine 45, pour être soit soufflé à l'intérieur du local 4 par les canalisations 47, 49, soit vers l'extérieur par la canalisation 51. La masse de stockage 3 s'échauffe eorrélativetrlent et emmagasine de la chaleur, dont le stockage est assuré par la masse de stockage qui est calorifugée par 28a, 28b, 29, 31, 53H et 53B.

Au fur et à mesure que la masse 3 s'échauffe, l'air lui abandonne de moins en moins de calories, et c'est alors que le stockage complémentaire trouve tout son intérêt en raison des calories restant disponibles. Cè type de fonctionnement est maintenu pendant les périodes d'ensoleillement, à condition que la température de l'air arrivant dans la masse 3 reste supérieure à la température constatée au sein de celle-ci. Dans le cas contraire, la turbine est arrêtée, les volets 17 sont fermés au moyen des vérins 19 s'il s'agit de stocker sans chauffage des locaux 4, les volets 39 sont fermés également.

la période d'ensoleillement passée et quand le chauffage des locaux devient nécessaire, les volets 17 étant fermés et 39 ouverts, la turbine 45 est mise en route et aspire l'air se trouvant dans le local 4.

Cet air se réchauffe au contact du matériau 3, puis est distribué à nouveau par la canalisation 49 dans le local 4 à chauffer.

On réalise alors dans ce cas un recyclage de l'air des locaux, auquel la masse 3 cède progressivement ses calories.

il est également possible de chauffer le local à partir d'air frais puisé à l'extérieur en plaçant lesvoleti 17 en position 17a d'ouverture, ou bien en plaçant lesvolets 17 dans une position intermédiaire, ce qui permet d'admettre un mélange d'air extérieur et d'air recyclé en provenance du local 4, chauffé par les calories stockées dans la masse 3.

Un clapet 30 d'admission d'air frais situé entre 43 et 45, avant l'aspiration de la turbine 45, permet d'admettre en 4 de l'air à la température souhaitée.

Pendant les heures "creuses", lors desquelles le tarif de l'électricité est moins onéreux, il est possible d'utiliser les résistances chauffantes 34, qui sont donc susceptibles de fournir à la masse 3 des calories peu coû- teuses. Pour ce faire, il suffit de placer lesvolesî7 en position de fermeture de l'arrivée d'air 15, puis de rabattre les volets39 sur la masse 3 afin de l'isoler complètement, et de brancher les résistances 34.

Celles-ci étant convenablement espacées à l'intérieur de la masse 3, l'échauffent, de sorte que la température s'égalise à l'intérieur de la masse de stockage au prix de pertes calorifiques minimes, uniquement fonction de la qualité de l'isolation réalisée. les résistances 34 sont coupées une fois la température soiuiaitée atteinte, et il est alors possible de chauffer les locaux de la même façon qu'avec les calories solaires précédemment stockées, par mise ne route de la turbine 45 et manoeuvre les volets 17 et 39.

les avantages de l'installation de chauffage qui vient d'être décrite sont les suivants.

Si la surface de captage de l'énergie solaire est placée de façon à former la toiture du bâtiment, quel que soit l'usage de celui-ci, cette surface peut remplacer une toiture quelconque. Bn effet, compte tenu des portées admissibles par les panneaux constituant les capteurs, elle est résistante etpeu onéreuse.

Cette toiture est parfaitement étanche et jouit même d'une double étanchéité : d'une part celle venant des panneaux isolants et de leur recouvrement, et d'autre part celle assurée par les panneaux translucides et leur recouvrement. Cette toiture est en outre parfaitement calorifugée, la mise en place d'un tel dispositif capteur pouvant être même plus économique que la eonstruetion-d'une toiture'traditionnelle.

Cette installation est adaptée aussi bien à la récupération des calories d'origine solaire qu'au stockage et à l'utilisation des calories d'origine électrique, peu onéreuses et mises en stock au moment opportun.

L'un des facteurs rendant le prix de revient de cette installation particulièrement intéressant réside dans le fait que le capteur de l'énergie solaire, aussi bien que le système de stockage peuvent faire appel à des produits dé,à commercialisés (panneaux du capteur et tôles profilées 22), qui sont relativement peu coûteux en raison de leur fabrication en grandes séries.

les organes mécaniques sont réduits à un nombre minimum : vérins hydrauliques de manoeuvre des volets pivotants 17 et 39, qui peuvent être commandés à distance de façon connue, pompe de circulation d'eau chaude (non représentée), turbine à air 45 entraînée par un moteur électrique (non représenté).

Toutes les manoeuvres d'ouverture ou de fermeture des volets de marche ou d'arrêt de la turbine, et de la pompe de circulation d'eau chaude, de mise en service des résistances électriques correspondant aux différents cycles
- Captage et stockage des calories solaires avec production d'eau chaude, avec ou sans chauffage des locaux.

- Stockage des calories électriques aux heures creuses.

- Chauffage à partir des calories stockées, ainsi que les réglages
- de la température de l'air admis dans les locaux à chauffer,
- de la température des locaux, peuvent être coordonnées et automatisées par des moyens connus à partir de prises de température aux points intéressants.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et peut comporter de nombreuses variantes d'exécution.

On peut ainsi remplacer le capteur solaire 1 par tout autre dispositif capteur approprié fournissant de l'air chaud au-dessus de la masse de stockage 3.

On peut également envisager de stocker de la chaleur en dehors du système calorifugé 2, ces calories étant stockées pendant la saison chaude, et disponibles en saison froide. Pour parvenir à un tel résultat, il est nSeessaire de prévoir une masse et un volume importants de stockage, l'air chaud traversant cette masse de stockage étant véhiculé par la canalisation 51.

D'autres tuyauteries noyées dans la masse de stockage sont branchées sur une pompe à chaleur capable de satisfaire les besoins calorifiques pendant les périodes non ensoleillées en pompant des calories à basse température dans le stockage complémentaire.

les volets 17 et 39 se rabattant sur les ouvertures correspondantes peuvent avantageusement être remplacés par des volets coulissant dans des glissières, qui donnent une assurance d'étanchéité quand ils sont fermés et permettent d'autre part une ouverture progressive, la forme des ouvertures précitées, ovale par exemple, se prêtant à cette progressivité. Tous les volets 17 et tous les volets 39 peuvent être commandés par un seul ou par plusieurs vérins.

Dans cette hypothèse le local 4 sera isolé à volonté par d'autres volets coulissants fermant les ouvertures 50 se trouvant sur le plafond 40 commandés eux aussi par un ou plusieurs vérins.

Mais l'élément de stockage peut avantageusement être placé à l'intérieur d'un bâtiment de façon que l'habil- lage des deux grandes faces verticales constitué des cloisons intérieures dans le bâtiment. l'échangeur de chaleur 20 peut être noyé dans la masse de stockage 3.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 - Installation de chauffage de locaux par récupération d'énergie solaire, caractérisée an ce qu'elle comprend en combinaison

- d'une part un dispositif capteur de l'énergie solaire agencé pour fournir de l'air chaud,

- d'autre part un système de stockage de la chaleur apportée par l'air chaud provenant du capteur, comportant essentiellement une masse destinée au stockage des calories apportées par l'air chaud, ce même système permettant également le stockage de calories produites par voie électrique,

- ainsi que des moyens pour créer une dépression dans la masse de stockage afin d'aspirer dans celle-ci l'air chauffé issu du capteur ou l'air contenu dans les locaux, lequel est alors réchauffé par la masse de stockage et recyclé dans les locaux à chauffer.

2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif capteur de l'énergie solaire comprend un ensemble de panneaux superposés et séparés par un intervalle d'air, les panneaux supérieurs étant translucides ou transparents pour laisser passer le rayonnement solaire afin de réchauffer l'air dans le volume libre réservé entre les panneaux, lesquels sont inclinés avec une ouverture d'entrée d'air à leur base, et une ouverture de sortie d'air chaud à leur partie supérieure.

3 - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la masse de stockage de la chaleur est disposée au-dessous de l'ouverture d'arrivée d'air chaud qui se fait dans un collecteur situé à la partie supérieure de l'ensemble des panneaux, en ce qu'il est prévu sur le collecteur des volets de fermeture de cette arrivée d'air pendant les périodes froides ou de non ensoleillement, ainsi que des volets susceptibles d'être rabattus sur la surface supérieure de la masse de stockage de la chaleur afin d'isoler thermiquement cette masse, un échangeur parcouru par un courant d'eau à chauffer pouvant être de plus monté dans le courant d'air chaud issu du collecteur.

4 - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les volets sont montés pivotants ou coulissants et commandés par des vérins de manoeuvre.

5 - Installation selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce qu'une tuyauterie percée de trous d'aspiration d'air est noyée dans la partie inférieure de la masse de stockage et coopère avec une turbine qui aspire l'air chaud dans cette tuyauterie, pour le refouler ensuite dans les canalisations de soufflage à l'intérieur des locaux ou d'évacuation à l'extérieur, ou dans des tranchées remplies d'un matériau de stockage de la chaleur et reliées à des pompes de chaleur.

6 - Installation selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que l'enveloppe du système de stockage de la chaleur est constituée soit de béton, soit de maçonnerie, soit de tôles profilées, pourvues de nervures s'encastrant dans la masse de stockage remplissant le volume intercalaire entre ces tôles, et en ce que des entretoises fixées à ces nervures deux à deux maintiennent constant l'écartement entre les tôles, l'enveloppe constituée par les tôles placées verticalement étant étanche et calorifugée par des plaques isolantes, elles-mêmes recouvertes d'un garnissage protecteur plus ou moins isolant selon qu'il s'agit de parois intérieures ou extérieures au bâtiment.

7 - Installation selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que le système de stockage des calories solaires contient des moyens de chauffage électrique de la masse de stockage noyés dans celle-ci, et qui sont destinés à être mis en oeuvre pendant les heures dites "creuses" pour fournir à la masse de stockage des calories de remplacement des calories solaires au tarif le plus bas.

8 - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens de chauffage sont constitués par des résistances électriques alimentées par des gaines logées de préférence dans des nervures des tôles profilées,et ces résistances sont placées dans des tubes entretoises perforés traversant la masse de stockage et fixés aux tôles par exemple au moyen de bouchons filetés,ces résistances étant alimentées à l'heure voulue et lorsque les volets supérieurs d'isolation de la masse de stockage sont rabattus sur eelle-ei, laquelle est formée d'un matériau convenable tel que par exemple, éléments en béton, parpaings, galets lavés ou pièces métalliques empilées.

9 - Installation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les nervures des tôles profilées reçoivent les extrémités de tiges en T assurant l'ae- crochage aux,ttôles des cloisons isolantes et la fixation à celles-ci des habillages extérieur ou intérieur.

10- Installation selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisée en ce que l'ensemble de panneaux de captage des calories solaires comporte, d'une part des panneaux inférieurs isolants présentant une surface noire et d'autre part des panneaux supérieurs translucides ou transparents montés en appui sur des nervures formées sur les panneaux inférieurs, et des cales d'espacement positionnées entre les panneaux et sur les saillies pour délimiter un volume intercalaire d'air, ces panneaux supérieurs et inférieurs étant raccordés entre eux de façon étanche et fournissant ainsi une double étanchéité au bâtiment.