FR2478800A1 - Solar collector forming wall - has surface rendering containing transparent granules on dark background with air circulation - Google Patents

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Abstract

The collector is incorporated onto a structural wall (13) and consists of an insulating panel (14) between the structural wall and absorbant outer panel (2). This panel is of a dark colour and coated with a layer of transparent or translucent granules to create a greenhouse effect when subjected to solar radiation. Air is allowed to circulate by thermosyphonic action around the cavities (16,18) between the three elements. The effect is to transfer the heat to the structural wall (13). The circulation is regulated by thermostatically controlled dampers.

Description

Les capteurs solaires les plus simples sont constitués par une paroi absorbante, dont l'une des faces, de couleur sombre, est exposée au rayonnement solaire, et qui, par son autre face, est en contact d'rechange thermique avec un courant de fluide caloporteur. En raison des pertes par rayonnement infra-rouge qu'ils subissent, de tels capteurs n'ont un rendement énergétique intéressant qu'à basse température, par exemple dans leur application au chauffage de l'eau d'une piscine. The simplest solar collectors are constituted by an absorbent wall, one of the faces of which, dark in color, is exposed to solar radiation, and which, by its other face, is in thermal exchange contact with a stream of fluid coolant. Because of the losses by infrared radiation which they undergo, such sensors have an interesting energy yield only at low temperature, for example in their application to the heating of the water of a swimming pool.

Pour améliorer ce rendement il est connu de créer un effet de serre en interposant entre le rayonnement solaire et la paroi absorbante un vitrage, grâce auquel le rayonnement infra-rouge émis par la paroi absorbante est arrêté en produisant des calories utiles. To improve this yield, it is known to create a greenhouse effect by interposing between the solar radiation and the absorbent wall a glazing, by means of which the infrared radiation emitted by the absorbent wall is stopped by producing useful calories.

Qu'ils soient à simple paroi absorbante ou complétés par un vitrage, les capteurs solaires connus ont été utilisés dans des bâtiments d'habitation, notamment pour le chauffage des volumes intérieurs, sous la forme d'éléments rapportés sur des façades exposées au sud, ou intégrés à ces façades. Une telle application a l'inconve- nient de créer des contraintes architecturales et de donner aux murs équipés de capteurs un aspect inesthétique qui est mal toléré par la population. Whether they have a single absorbent wall or are supplemented by glazing, known solar collectors have been used in residential buildings, in particular for heating interior volumes, in the form of elements added to facades exposed to the south, or integrated into these facades. Such an application has the drawback of creating architectural constraints and of giving walls fitted with sensors an unattractive appearance which is poorly tolerated by the population.

Le but de l'invention est de créer un capteur solaire bénéficiant d'un rendement énergétique accru, en particulier dans le cas où le capteur est dépourvu de vitrage, tout en permettant de donner à un mur de bâti- ment muni d'un ou plusieurs capteurs un aspect satisfaisant. The object of the invention is to create a solar collector benefiting from an increased energy yield, in particular in the case where the collector is devoid of glazing, while allowing to give to a building wall provided with one or several sensors a satisfactory aspect.

Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que sur la face de la paroi absorbante qui est exposée au rayonnement solaire est fixée une couche de particules transparentes ou translucides. This problem is solved according to the invention thanks to the fact that on the face of the absorbent wall which is exposed to solar radiation is fixed a layer of transparent or translucent particles.

Le revêtement de la face exposée de la paroi absor bante au moyen de grains perméables à la lumière permet d'augmenter de façon très sensible le rendement énergétique du capteur, surtout s'il est dépourvu de vitrage, en créant un effet de serre réalisé de façon microscopique directement contre la surface du capteur. Il permet en outre de rapporter ou d'integrer, dans la partie aveugle d'un mur de bâtiment, des capteurs dont le garnissage granulaire superficiel, éventuellement coloré, donne un aspect pratiquement traditionnel, ce qui représente un intérêt considérable au point de vue économique et architectural. The coating of the exposed face of the absorbent wall by means of light-permeable grains makes it possible to very significantly increase the energy efficiency of the sensor, especially if it is devoid of glazing, creating a greenhouse effect produced by microscopically directly against the surface of the sensor. It also makes it possible to add or integrate, in the blind part of a building wall, sensors whose surface granular lining, possibly colored, gives an almost traditional appearance, which represents considerable interest from an economic point of view. and architectural.

Les particules transparentes ou translucides, éventuellement teintées, peuvent être constituées par du sable propre et transparent (par exemple du sable de
Fontainebleau) par du verre cassé fin, par des granulés de verre ou de matière plastique transparente, ou encore par des billes de verre ou de matière plastique, cette énumération n'étant nullement limitative.
The transparent or translucent particles, possibly tinted, can consist of clean and transparent sand (for example sand of
Fontainebleau) by fine broken glass, by glass or transparent plastic granules, or by glass or plastic beads, this list being in no way limiting.

Les particules qui forment la couche de revêtement de la face exposée de la paroi absorbante peuvent etre soit incrustées et collées dans la peinture ou autre matière constituant la peau de couleur sombre qui recouvre, le cas échéant, la face exposée de la paroi absorbante, soit collées par un film transparent ou translucide adhérant à la face exposée, ou encore intégrées superficiellement dans la matière même constituant la paroi absorbante. The particles which form the coating layer of the exposed face of the absorbent wall can be either encrusted and glued in the paint or other material constituting the dark colored skin which covers, if necessary, the exposed face of the absorbent wall, or bonded by a transparent or translucent film adhering to the exposed face, or even superficially integrated in the same material constituting the absorbent wall.

L'incorporation à un mur de bâtiment d'un ou plusieurs capteurs suivant l'invention peut être exécutée selon des modalités diverses. En particulier, dans le cas où il s'agit d'habiller un mur existant, il est possible de monter en avant de la partie massive du mur une sorte de bardage comprenant, entre la face externe de la partie massive et la paroi absorbante, une paroi en matière isolante séparée de la paroi absorbante par un passage pour la circulation ascendante flair. Ce passage peut déboucher à l'intérieur du bâtiment pour le chauffage des locaux. I7 est également possible de prévoir, entre la face externe de la partie massive et la paroi isolante, un autre passage pour la circulation descendante de l'air mis en mouvement par thermosiphon en un circuit comprenant les der passages verticaux et deux conduits de liaison horizontaux dans chacun desquels est monté un volet d'obturation à commande thermostatique. The incorporation into a building wall of one or more sensors according to the invention can be carried out in various ways. In particular, if it is a question of covering an existing wall, it is possible to mount in front of the massive part of the wall a sort of cladding comprising, between the external face of the massive part and the absorbent wall, an insulating material wall separated from the absorbent wall by a passage for the upward flair circulation. This passage can lead to the interior of the building for space heating. I7 is also possible to provide, between the external face of the solid part and the insulating wall, another passage for the downward circulation of the air set in motion by thermosyphon in a circuit comprising the der vertical passages and two horizontal connecting conduits in each of which is mounted a shutter shutter with thermostatic control.

Dans ce cas le chauffage est réalisé par accumulation de calories dans la partie massive du mur et par rayonnement dans les volumes intérieurs à partir de cette partie massive.In this case the heating is carried out by accumulation of calories in the massive part of the wall and by radiation in the interior volumes from this massive part.

Il est également possible de construire un mur qui, par sa structure même, assume la fonction d'un capteur. It is also possible to build a wall which, by its very structure, assumes the function of a sensor.

A cet effet le mur peut comporter une paroi isolante dont la face interne est munie d'un revêtement constituant le parement interne du mur et dont la face externe délimite avec la paroi absorbante, constituée d'une ou plusieurs plaques minces en béton, un passage pour la circulation ascendante d'air. Ce passage débouche normalement soit directement dans les locaux à chauffer, soit dans une enceinte de stockage intermédiaire, à partir de laquelle l'air chaud peut être distribué.To this end, the wall may include an insulating wall, the internal face of which is provided with a coating constituting the internal facing of the wall and the external face of which delimits, with the absorbent wall, consisting of one or more thin concrete plates, a passage for upward air circulation. This passage normally leads either directly into the premises to be heated, or into an intermediate storage enclosure, from which the hot air can be distributed.

L'invention sera explicitée de façon purement indi catie au cours de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, dans lequel
- la fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un capteur suivant l'invention, à circulation d'air;
- les fig. 2 à 4 représentent quelques modes de fixation sur la face exposée de la paroi absorbante de grains transparents ou translucides, à savoir, respectivement, par incrustation dans une couche de peinture su perficielle, au moyen d'un film en matière transparente adhérant à la face, et par incorporation au matériau dont est faite la paroi absorbante;
- la fig. 5 est une vue en coupe d'un capteur à circulation d'eau, muni d'un vitrage;
- les fig. 6 et 7 sont des vues en coupe d'un mur de bâtiment comportant un capteur suivant l'invention, respectivement rapporté et intégré.
The invention will be explained in a purely indicative manner during the description which follows, with reference to the appended drawing, in which
- fig. 1 is a schematic sectional view of a sensor according to the invention, with air circulation;
- figs. 2 to 4 represent some methods of attachment to the exposed face of the absorbent wall of transparent or translucent grains, namely, respectively, by embedding in a layer of perfumed paint, by means of a film of transparent material adhering to the face , and by incorporation into the material from which the absorbent wall is made;
- fig. 5 is a sectional view of a water circulation sensor, provided with glazing;
- figs. 6 and 7 are sectional views of a building wall comprising a sensor according to the invention, respectively attached and integrated.

Le capteur solaire suivant l'invention représenté schématiquement, dans son principe, à la figure 1 comporte un passage 1 pour la circulation d'air caloporteur, délimité par deux parois parallèles 2, 3 dont l'une, 2,est une paroi absorbante soumise au rayonnement solaire sur sa face externe 4 de couleur sombre, noire par exemple. Sur cette face 4 est fixé un revêtement 6 constitué par une couche de particules transparentes ou translucides 7, qui crée un effet de serre, à échelle microscopique. The solar collector according to the invention shown diagrammatically, in principle, in FIG. 1 comprises a passage 1 for the circulation of heat-carrying air, delimited by two parallel walls 2, 3 of which one, 2, is an absorbent wall subjected with solar radiation on its external face 4 of dark color, black for example. On this face 4 is fixed a coating 6 consisting of a layer of transparent or translucent particles 7, which creates a greenhouse effect, on a microscopic scale.

A la figure 2 la face exposée 4 est recouverte d'une couche de peinture noire 8 dans laquelle sont incrustées les particules 7, qui ont été mises en place par saupoudrage sur-la peinture fraîche et finalement retenues et collées après séchage de la peinture. In FIG. 2, the exposed face 4 is covered with a layer of black paint 8 in which the particles 7 are encrusted, which have been put in place by sprinkling over the fresh paint and finally retained and bonded after the paint has dried.

A la figure 3 les particules 7 posées à peu près jointivement sur la couche de peinture noire 8 sont retenues par un film de matière plastique transparente 9 qui adhère sur la couche sous-jacente 8 tout en la protégeant
Dans l'exemple de la figure 4 les grains 7 sont intégrés superficiellement au matériau constituant la paroi 2, qui de préférence est colorée dans toute sa masse, par exemple en noir ou en vert mélèze.
In FIG. 3, the particles 7 placed approximately contiguously on the layer of black paint 8 are retained by a transparent plastic film 9 which adheres to the underlying layer 8 while protecting it.
In the example of FIG. 4, the grains 7 are superficially integrated into the material constituting the wall 2, which preferably is colored throughout its mass, for example in black or in larch green.

Le capteur solaire de la figure 5 comporte, à l'intérieur d'une coque isolante 11, non seulement la paroi absorbante 2 recouverte de la couche 6 de parti cules transparentes ou translucides et la paroi 3, appuyée sur le fond de la coque 11 et délimitant avec la paroi 2 le passage 1 de circulation d'eau caloporteuse, mais encore un vitrage 12 parallèle aux parois 2, 3 et donnant l'effet de serre classique. The solar collector of FIG. 5 comprises, inside an insulating shell 11, not only the absorbent wall 2 covered with the layer 6 of transparent or translucent particles and the wall 3, supported on the bottom of the shell 11 and delimiting with the wall 2 the passage 1 for circulation of heat transfer water, but also a glazing 12 parallel to the walls 2, 3 and giving the conventional greenhouse effect.

A la figure 6 est représenté un mur comportant une partie massive 13 devant laquelle a été rapporté, à la manière d'un bardage, un ensemble formant capteur comprenant une paroi isolante 14 qui délimite, par rapport à la paroi absorbante 2 revêtue de particules transparentes et constituant le parement externe du mur, un premier passage d'air 16, et par rapport à la face externe 17 de la partie massive 13 un second passage d'air 18. Les deux passages communiquent aux extrémités respectives de la paroi isolante 14 par des conduits 19 dans chacun desquels est monté un volet obturateur 21 à commande thermostatique. In Figure 6 is shown a wall having a solid part 13 in front of which has been attached, in the manner of cladding, a sensor assembly comprising an insulating wall 14 which defines, relative to the absorbent wall 2 coated with transparent particles and constituting the external facing of the wall, a first air passage 16, and with respect to the external face 17 of the solid part 13 a second air passage 18. The two passages communicate at the respective ends of the insulating wall 14 by conduits 19 in each of which is mounted a shutter shutter 21 with thermostatic control.

Lorsque la température dans le passage 16 situé immédiatement en arrière de la paroi absorbante 2 atteint par exemple 25 , les deux volets 21 s'ouvrent automatiquement et l'air circule dans le sens des flèches autour de la paroi isolante en chauffant, lors de son mouvement descendant à travers le passage 18, la partie massive 13 qui constitue un accumulateur de chaleur restituant les calories reçues au volume intérieur que ferme la partie massive 13. En été il est possible d'empêcher le chauffage de la partie massive 13 en ouvrant manuellement deux volets obturateurs 22 situes au sommet et au pied de la paroi absorbante 2, qui astreignent l'air à circuler exclusivement dans le passage 16 éloigné de la partie massive 13. When the temperature in the passage 16 located immediately behind the absorbent wall 2 reaches for example 25, the two flaps 21 open automatically and the air circulates in the direction of the arrows around the insulating wall while heating, during its downward movement through the passage 18, the massive part 13 which constitutes a heat accumulator restoring the calories received to the interior volume which the massive part closes 13. In summer it is possible to prevent the heating of the massive part 13 by opening manually two shutter flaps 22 located at the top and at the foot of the absorbent wall 2, which constrain the air to circulate exclusively in the passage 16 distant from the solid part 13.

Dans le mur de la figure 7 le revêtement 6, cons titué par exemple de billes de verre transparentes, est intégré au moment du coulage dans la face externe d'une plaque mince de parement en béton 23 de couleur sombre, avant la prise de celui-ci. La face interne de la plaque 23 délimite avec la paroi isolante 26 un passage 24 à travers lequel circule l'air qui, réchauffé au contact de la paroi absorbante constituée par la plaque 23, pénètre dans le local à chauffer par un conduit 25. Le parement interne du mur est constitué par un revêtement 27 de placoplâtre fixé sur des supports en bois 28. In the wall of FIG. 7, the coating 6, consisting for example of transparent glass beads, is integrated at the time of pouring into the external face of a thin concrete facing plate 23 of dark color, before setting. -this. The internal face of the plate 23 defines with the insulating wall 26 a passage 24 through which the air circulates which, heated in contact with the absorbent wall formed by the plate 23, enters the room to be heated by a duct 25. The internal facing of the wall is constituted by a covering 27 of plasterboard fixed on wooden supports 28.

Alors qu'à la figure 7 la récupération thermique est obtenue au moyen d'un passage d'air formé entre la plaque 23 et la paroi isolante 26, il est possible d'adopter une autre solution consistant à incorporer dans le béton de la plaque 23 des canaux tubulaires de circulation d'eau, la paroi isolante 26 étant alors en contact avec la plaque 23.  While in FIG. 7 the heat recovery is obtained by means of an air passage formed between the plate 23 and the insulating wall 26, it is possible to adopt another solution consisting in incorporating into the concrete of the plate 23 of the tubular water circulation channels, the insulating wall 26 then being in contact with the plate 23.

Claims (11)

- REVENDICATIONS- CLAIMS 1 - Capteur solaire comportant une paroi absorbante dont l'une des faces, de couleur sombre, est exposée au rayonnement solaire, ainsi qu'au moins un passage pour la circulation d'un fluide caloporteur qui est en contact d'échange thermique avec la paroi absorbante, caractérisé en ce que sur la face exposée (4) de la paroi absorbante (2, 23) est fixée une couche (6) de particules transparentes ou translucides (7). 1 - Solar collector comprising an absorbent wall of which one of the faces, of dark color, is exposed to solar radiation, as well as at least one passage for the circulation of a heat-transfer fluid which is in heat exchange contact with the absorbent wall, characterized in that on the exposed face (4) of the absorbent wall (2, 23) is fixed a layer (6) of transparent or translucent particles (7). 2 - Capteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les particules (7) sont incrustées et collées dans la peinture, ou autre matière constituant la peau (8) de couleur sombre, qui recouvre, le cas échéant, la face exposée (4) de la paroi absorbante (2). 2 - Sensor according to claim 1, characterized in that the particles (7) are encrusted and glued in the paint, or other material constituting the skin (8) of dark color, which covers, if necessary, the exposed face (4 ) of the absorbent wall (2). 3 - Capteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les particules (7) sont retenues sur la face exposée (4) par un liant, lui-meme transparent ou translucide, qui adhère à cette face. 3 - Sensor according to claim 1, characterized in that the particles (7) are retained on the exposed face (4) by a binder, itself transparent or translucent, which adheres to this face. 4 - Capteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les particules (7) sont retenues sur la face exposée (4) par un film (9) transparent ou translucide, par exemple de matière plastique, qui adhère aux particules et à la face. 4 - Sensor according to claim 1, characterized in that the particles (7) are retained on the exposed face (4) by a film (9) transparent or translucent, for example of plastic, which adheres to the particles and to the face . 5 - Capteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les particules (7) sont intégrées au matériau de la paroi absorbante (2), dans la face exposée (4) de cette dernière. 5 - Sensor according to claim 1, characterized in that the particles (7) are integrated into the material of the absorbent wall (2), in the exposed face (4) of the latter. 6 - Capteur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les particules (7) sont constituées par des grains de sable, par exemple de sable de Fontainebleau. 6 - Sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the particles (7) consist of grains of sand, for example Fontainebleau sand. 7 - Capteur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les particules (7), qui ont par exemple la forme de billes, sont en verre ou en matière plastique transparente. 7 - Sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the particles (7), which for example have the form of beads, are made of glass or transparent plastic. 8 - Mur de bâtiment comportant, du côté extérieur, un ou plusieurs capteurs solaires pour le chauffage d'un volume intérieur du bâtiment, caractérisé en ce que le parement externe du mur est constitué au moins partiellement par la paroi absorbante (2, 23) d'au moins un capteur conforme à l'une des revendications 1 à 7. 8 - Building wall comprising, on the outside, one or more solar collectors for heating an interior volume of the building, characterized in that the external facing of the wall is formed at least partially by the absorbent wall (2, 23) at least one sensor according to one of claims 1 to 7. 9 - Mur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le capteur, ou chaque capteur, constitue en avant d'une partie massive (13) du mur une sorte de bardage comprenant, entre la face externe (17) de la partie massive et la paroi absorbante (2), une paroi en matière isolante (14) séparée de la paroi absorbante (2) par un passage (16) pour la circulation ascendante d'air. 9 - Wall according to claim 8, characterized in that the sensor, or each sensor, constitutes in front of a solid part (13) of the wall a sort of cladding comprising, between the external face (17) of the solid part and the absorbent wall (2), a wall of insulating material (14) separated from the absorbent wall (2) by a passage (16) for the upward circulation of air. 10 - Mur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que, entre la face externe (17) de la partie massive (13) et la paroi isolante (14), est formé un autre passage (18) pour la circulation descendante de l'air mis en mouvement par thermosiphon en un circuit comprenant les deux passages verticaux (16, 18) et deux conduits de liaison horizontaux (19) dans chacun desquels est monté un volet d'obturation (21) à commande thermostatique. 10 - Wall according to claim 9, characterized in that, between the external face (17) of the solid part (13) and the insulating wall (14), is formed another passage (18) for the downward circulation of the air set in motion by thermosyphon in a circuit comprising the two vertical passages (16, 18) and two horizontal connecting conduits (19) in each of which is mounted a shutter shutter (21) with thermostatic control. 11 - Mur suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une paroi isolante (26) et une paroi absorbante constituée d'une ou plusieurs plaques minces en béton (23), la récupération thermique étant assurée par au moins un passage (24) de circulation de fluide caloporteur, en contact d'échange thermique avec le béton de la paroi (23).  11 - Wall according to claim 8, characterized in that it comprises an insulating wall (26) and an absorbent wall consisting of one or more thin concrete plates (23), the heat recovery being ensured by at least one passage ( 24) for circulation of heat transfer fluid, in heat exchange contact with the concrete of the wall (23).
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