FR2486634A1

FR2486634A1 - Solar energy trap made of flexible plastics - forms triangular enclosure for simplicity and low wt. for marginal heating loads and costs

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Publication number: FR2486634A1
Application number: FR8015292A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-07-09
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1982-01-15

Abstract

Solar energy trap comprises a triangular enclosure of supported flexible plastic sheet within which a heat transfer fluid is circulated through a heat absorbant body having a significant thermal capacity, viz. a shallow flexible plastic envelope filled with water. Suitable for trapping moderate amts. of heat, e.g. sufficient to suppress freezing or condensn. when installed by warehouses, between double glazing panels, etc. Simpler and lighter than systems involving rigid enclosures or solid heat sinks. The base of the enclosure may be lined with a layer of rigid insulating material. One wall of the enclosure may be extended by a light rigid panel at an adjustable angle to reflect solar rays into the enclosure and on to the absorbant body. The enclosure and/or the envelope may be of flexible PVC; opt. the envelope is assembled from an upper layer of transparent film and a lower layer of black film. Pref. the trap is mounted near a storage tank so that heat transfer is by convection, avoiding use of pumps, etc.

Description

Perfectionnements apportés aux appareils de chauffage d'un fluide sous l'action du rayonnement solaire
La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux appareils permettant de chauffer un fluide sous l'action du rayonnement solaire et comportant une enceinte fermée délimitée par une paroi dont au moins une zone (tournée approximativement vers le soleil en position d'utilisation de llappareil) est transparente ou translucide, et des moyens de raccordement pour faire entrer le fluide à chauffer dans l'enceinte et l'en faire sortir.Improvements to fluid heaters under the action of solar radiation
The present invention relates to improvements made to devices for heating a fluid under the action of solar radiation and comprising a closed enclosure delimited by a wall of which at least one zone (turned approximately towards the sun in position of use of the device) is transparent or translucent, and connection means for bringing the fluid to be heated into the enclosure and for leaving it.

L'invention vise en particulier, mais non exclusivement, les appareils du genre précité destinés à la fourniture d'eau chaude pour usage domestique. The invention relates in particular, but not exclusively, to devices of the aforementioned kind intended for the supply of hot water for domestic use.

On connaît déjà des installations qui permettent, à partir du rayonnement solaire, d'obtenir de lteau chaude pour usage domestique. Installations are already known which make it possible, from solar radiation, to obtain hot water for domestic use.

D'une façon générale, ces installations connues comprennent un ensemble de capteurs solaires traversés par le liquide à réchauffer et constitués sous forme de plaques épaisses, rigides et lourdes ; il est en outre prévu des supports pour soutenir les capteurs inclinés sensiblement perpendiculairement au rayonnement solaire et, lorsque les capteurs sont disposés dans la toiture d'un local, comme c1 est généralement le cas, il faut prévoir une charpente fortement renforcée pour supporter le poids de cet ensemble. In general, these known installations include a set of solar collectors through which the liquid to be heated and formed in the form of thick, rigid and heavy plates; supports are also provided to support the inclined collectors substantially perpendicular to the solar radiation and, when the collectors are arranged in the roof of a room, as c1 is generally the case, a strongly reinforced frame must be provided to support the weight of this set.

Quant au circuit hydraulique raccordé aux capteurs, il comprend notamment un ballon de stockage d'eau chaude, un échangeur de chaleur, une pompe, un régulateur de débit, un réglateur thermostat différentiel, un purgeur, un vase d'expansion et, bien entendu, des moyens appropriés pour isoler thermiquement la partie du circuit dans laquelle circule l'eau chaude. As for the hydraulic circuit connected to the sensors, it notably includes a hot water storage tank, a heat exchanger, a pump, a flow regulator, a differential thermostat regulator, a steam trap, an expansion tank and, of course , suitable means for thermally insulating the part of the circuit in which the hot water circulates.

Compte tenu des aménagements propres à la mise en place des capteurs solaires et du grand nombre de composants necessaires, il s'agit d'installations coûteuses, aussi bien à l'achat qu'à l'entretien. Given the specific arrangements for installing solar collectors and the large number of components required, these are expensive installations, both for purchase and maintenance.

Or, la consommation domestique d'eau chaude ne représente, en fait, qu'une faible partie des dépenses énergétiques domestiques d'une famille moyenne. However, domestic consumption of hot water in fact represents only a small part of the domestic energy expenditure of an average family.

En outre, l'ensoleillement annuel moyen dans des pays tels que la France interdit d'envisager la possibilité d'obtenir, à partir du rayonnement solaire, la totalité de l'eau chaude à usage domestique necessaire quotidiennement à une famille et il s'avère indispensable de recourir, à titre de complément, à d'autres formes de chauffage classi aues. In addition, the average annual sunshine in countries such as France prohibits considering the possibility of obtaining, from solar radiation, all of the hot water for domestic use necessary daily for a family and it s' proves essential to use, as a complement, other forms of conventional heating.

Dans ces conditions, le chauffage d'eau à usage domestique sous l'action du rayonnement solaire ne peut en fait que constituer un appoint, non négligeable certes, mais qui ne correspond, en réalité, qu'à une très faible partie (de l'ordre de quelques pour cent seulement) de la dépense énergétique d'une famille. Under these conditions, the heating of water for domestic use under the action of solar radiation can in fact only constitute an additional, not negligible certainly, but which corresponds, in reality, only to a very small part (of the only a few percent) of a family's energy expenditure.

De ce fait, le coût des installations utilisées à ce jour est prohibitif en regard des économies énergétiques telles permettent de réaliser. As a result, the cost of the installations used to date is prohibitive compared to the energy savings such allow to achieve.

Il est donc so7haitable de disposer d'un appareil per- mettant d'obtenir de l'eau chaude à partir du rayonnement solaire qui soit beaucoup plus économique (en composants et en frais de fabrication, d'installation et de maintenance) que les installations actuelles et dont le coût de revient soit, d'une façon générale, beaucoup mieux en rapport avec les économies qu'il permet de réaliser
L'invention vise également des appareils du genre mentionné plus haut destinés à la fourniture d'air chaud.It is therefore desirable to have a device which makes it possible to obtain hot water from solar radiation which is much more economical (in components and in manufacturing, installation and maintenance costs) than the installations. current and whose cost is, in general, much better in relation to the savings it allows to achieve
The invention also relates to devices of the kind mentioned above intended for the supply of hot air.

On sait que, dans les habitations occupées épisodiquement telles que les résidences secondaires, il est ne ces saire, notamment en période hivernale, de maintenir une température intérieure légèrement supérieure à la tempéra- ture extérieure afin d'empêcher la formation d'humidité durant les longues périodes d'inoccupation. Dans ce but, il est connu de laisser en fonctionnement un dispositif de chauffage (au gaz ou au mazout) placé sous la commande d'un thermostat : cette manière de faire est extremement cotteu- se en combustible et dangereuse à cause des risques d'incendie. We know that, in sporadically occupied dwellings such as second homes, it is necessary to maintain these temperatures, especially in winter, to maintain an interior temperature slightly higher than the outside temperature in order to prevent the formation of humidity during long periods of vacancy. For this purpose, it is known to leave in operation a heating device (gas or oil) placed under the control of a thermostat: this way of doing things is extremely costly in fuel and dangerous because of the risks of fire.

On ne connaît pas à l'heure actuelle de solution satisfaisante qui permette de chauffer, même faiblement, une habitation de façon économique, sans danger et sans surveillance. At the present time, no satisfactory solution is known which makes it possible to heat a house, even weakly, economically, without danger and without supervision.

Un dispositif de chauffage solaire permettrait certes de résoudre ce problème, mais, comme cela a été indiqué précédemment, les dispositifs actuellement disponibles sur le marché sont coûteux, aussi bien à l'achat qu'à l'installation, et aucun d'eux n'est prévu pour fournir de l'air chaud directernent utilisable pour le chauffage. A solar heating device would certainly solve this problem, but, as indicated above, the devices currently available on the market are expensive, both to buy and to install, and none of them 'is intended to supply hot air directly usable for heating.

L'invention a donc pour but la réalisation d'un appareil permettant de chauffer un fluide à partir du rayonnement solaire, ce fluide pouvant Cotre notamment, mais non exclusivement, de l'eau pour usage domestique ou de l'air pour réchauffer une habitation, cet appareil devant être beaucoup plus économique que les appareils actuels, facile à mettre en place, facile à transporter et à entreposer en dehors de ses périodes d'utilisation, peu fragile et, malgré tout, efficace. The object of the invention is therefore to provide an apparatus for heating a fluid from solar radiation, this fluid being able to cut, in particular, but not exclusively, water for domestic use or air for heating a home. , this device should be much more economical than current devices, easy to set up, easy to transport and store outside of periods of use, not very fragile and, despite everything, effective.

A ces fins, l'appareil de l'invention se caractérise en ce que l'enceinte fermée est constituée à partir d'au moins une feuille en un matériau souple e-t léger, avanta < éusement une feuille de polychlorure de vinyle assemblée par soudure ; en outre, du fait qu'une telle enceinte, apte certes à créer un effet de serre, ne prozente toutefois aucune capacité thermique, c'est-à-dire n'est pas apte à stocker des calories, on prévoit de lui adjoindre un tampon thermique agencé pour absorber l'énergie calorifique et pour restituer ladite énergie au fluide à chauffer lorsque ledit fluide est mis en contact avec lui. For these purposes, the apparatus of the invention is characterized in that the closed enclosure is made up of at least one sheet of a flexible and light material, beforehand a sheet of polyvinyl chloride assembled by welding; in addition, the fact that such an enclosure, certainly capable of creating a greenhouse effect, does not however have any thermal capacity, that is to say is not able to store calories, provision is made to add a thermal buffer arranged to absorb heat energy and to restore said energy to the fluid to be heated when said fluid is brought into contact with it.

Ainsi, l'effet de serre procuré par l'enceinte fermée (effet qui à lui seul serait insuffisant pour chauffer le fluide en mouvement et le porter à une température suffisante justifiant son utilisation par exemple dans l'une des applications précitées) est complété par un apport important de colories fournies par le tampon thermique. Cette disposition, déjà utile pour atteindre des températures relativement élevées (par exemple de l'eau à 80oc) en période diurne d'ensoleillement est indispensable pour que l'appareil puisse continuer à chauffer le fluide pendant des périodes non ensoleillées de durées déterminées (par exemple périodes nocturnes). Thus, the greenhouse effect provided by the closed enclosure (effect which alone would be insufficient to heat the fluid in motion and bring it to a sufficient temperature justifying its use for example in one of the abovementioned applications) is supplemented by a significant contribution of colors provided by the thermal buffer. This arrangement, already useful for reaching relatively high temperatures (for example water at 80 ° C.) during the daytime period of sunshine is essential so that the device can continue to heat the fluid during non-sunny periods of determined durations (for example example night periods).

L'appareil de l'invention peut être réalisé sous une forme particulièrement économique, puisque l'enceinte, no notamment constituée par une feuille de PVC, est peu coûteuse et que le tampon thermique peut être constitué par un matériau tout venant ayant un bon pouvoir d'absorption calorifique tel que par exemple des galets ou, de préférence, par un matériau coulant tel que du sable ou, avantageusement, par un fluide tel qu'un liquide à coefficient thermique approprié, ou par un fluide changeant d'état dans des conditions d'utilisation normale (chaleur latente appropriée). The apparatus of the invention can be produced in a particularly economical form, since the enclosure, in particular constituted by a sheet of PVC, is inexpensive and the thermal buffer can be made of a general material having good power of heat absorption such as for example rollers or, preferably, by a flowable material such as sand or, advantageously, by a fluid such as a liquid with suitable thermal coefficient, or by a fluid changing state in normal use conditions (appropriate latent heat).

Lorsque le fluide à chauffer est un gaz, par exemple de l'air, le matériau constituant le tampon thermique doit présenter une surface maximale de contact avec l'atmosphère enclose dans l'enceinte de manière à faciliter et accélérer les échanges thermiques avec le gaz à chauffer. When the fluid to be heated is a gas, for example air, the material constituting the thermal buffer must have a maximum surface of contact with the atmosphere enclosed in the enclosure so as to facilitate and accelerate the heat exchanges with the gas to heat.

Lorsque le fluide à chauffer est un liquide, par exemple de l'eau pour usage domestique, on a avantage à recourir à un tampon thermique constitué par un matériau coulant à l'intérieur duquel est noyé un serpentin constitué en un matériau thermiquement bon conducteur (tel que le cuivre) et parcouru par le fluide à chauffer. When the fluid to be heated is a liquid, for example water for domestic use, it is advantageous to have recourse to a thermal buffer constituted by a flowable material inside which is coiled a coil made of a thermally good conductive material ( such as copper) and traversed by the fluid to be heated.

Dans le cas où le tampon thermique est constitué par un matériau coulant, celui-ci peut être disposé dans un réservoir ouvert en forme de gouttière ; toutefois, pour faciliter les manipulations de l'appareil et éviter que le matériau coulant ne se répande malencontreusement, il est avan tageux de prévoir, pour le contenir, une poche fermée constituée en un matériau souple et léger, par aumoins une feuille en polychlorure de vinyle assemblée par thermosoudure. In the case where the thermal buffer consists of a flowable material, this can be placed in an open tank in the form of a gutter; However, to facilitate handling of the device and to prevent the flowable material from spreading inadvertently, it is advantageous to provide, to contain it, a closed pocket made of a flexible and light material, at least a sheet of polychloride of vinyl assembled by heat sealing.

L'enceinte, et éventuellement la poche, peuvent avoir une forme allongée cylindrique ou prismatique, de manière à faciliter leur mise en place par exemple le long d'un mur, au pied ou au sommet du mur, sur le rebord d'une fen8tre, le long d'une toiture, etc. The enclosure, and possibly the pocket, can have an elongated cylindrical or prismatic shape, so as to facilitate their positioning, for example along a wall, at the foot or at the top of the wall, on the edge of a window. , along a roof, etc.

Dans un mode de réalisation préféré, l'appareil comporte un châssis intérieur à l'enceinte pour maintenir celle-ci en forme, ledit châssis comprenant avantageusement un ensemble de plaques en un matériau thermiquement isolant, ces plaques étant solidarisées les unes aux autres de manitre à définir une surface prismatique ouverte du c8té où l'enceinte est transparente ou translucide Les plaques peuvent être constituées en un matériau léger et relativement bon marché, tel que de la mousse de polyuréthane ou du polystyrène. In a preferred embodiment, the apparatus comprises a chassis inside the enclosure to keep the latter in shape, said chassis advantageously comprising a set of plates made of a thermally insulating material, these plates being joined together to handle to define an open prismatic surface of the side where the enclosure is transparent or translucent The plates can be made of a light and relatively inexpensive material, such as polyurethane foam or polystyrene.

De preIérence, la face tournée vers l'intérieur d'au moins une des plaques est réfléchissante, ladite plaque étant disposée de manière telle que les rayons solaires soient réfléchis approximativement vers le tampon thermi- que. Preferably, the face turned towards the inside of at least one of the plates is reflective, said plate being arranged in such a way that the sun's rays are reflected approximately towards the thermal pad.

Pour parfaire l'isolation thermique et accroître encore le rendement de l'appareil, on prévoit au moins une seconde paroi souple, transparente ou translucide, associée à au moins la partie transparente ou translucide de l'encein- te et fixée à celle-ci de façon étanche, le volume compris entre les deux parois étant maintenu en surpression. To perfect the thermal insulation and further increase the efficiency of the device, at least one second flexible, transparent or translucent wall is provided, associated with at least the transparent or translucent part of the enclosure and fixed to it. sealingly, the volume between the two walls being maintained in overpressure.

Les dispositions qui viennent d'erre énumérées permet- tent d'obtenir un appareil peu encombnrnt et relativement léger, apte à être disposé en n'importe quel endroit bien exposé au rayonnement solaire, comme mentionné plus haut. The arrangements which have just been enumerated make it possible to obtain a device which is not very bulky and relatively light, capable of being placed in any place well exposed to solar radiation, as mentioned above.

En pnrticulier, da.ns son application au chauffage d'eau à usage domestique, il peut être disposé à proximité du ballon de stockage d'eau chaude, l'eau circulant alors simplenent par le jeu des différences de densité ; il n'est plus besoin i1orC'ines auxiliaires complexes et coûteux aux
Quels on a recours habituellement dans les i.nstallations actuelles.In particular, in its application to the heating of water for domestic use, it can be placed close to the hot water storage tank, the water then circulating simply by the play of density differences; there is no longer any need for complex and expensive auxiliary
Which are usually used in current installations.

a fabrication est rendue plus rapide et plus simple puisque les feuilles, notamment en polychlorure de vinyle, peuvent être assemblées par thermosoudure. En outre, il est possible d'assembler, sans aucune complication, une feuille supérieure transparente ou trsnslucide et une feuille inférieure noire pour constituer la poche et améliorer encore le fonctionnement du tampon thermique. The manufacturing process is made faster and simpler since the sheets, in particular made of polyvinyl chloride, can be assembled by heat sealing. In addition, it is possible to assemble, without any complication, a transparent or very transparent upper sheet and a black lower sheet to constitute the pocket and further improve the functioning of the thermal buffer.

Par ailleurs, les matériaux constitutifs des feuilles souples, tels que le polychlorure de vinyle, possédant un certain coefficient d'élasticité, la poche peut se dilater pour s'adapter au volume exact du fluide caloporteur, en fonction de la température de celui-ci ; il nty a donc nul besoin de prévoir un vase d'expansion à cet endroit de l'installation. Furthermore, the constituent materials of flexible sheets, such as polyvinyl chloride, having a certain coefficient of elasticity, the bag can expand to adapt to the exact volume of the heat transfer fluid, depending on the temperature thereof. ; There is therefore no need to provide an expansion tank at this point in the installation.

l'e faible coût des matériaux utilisés pour constituer l'appareil de l'invention et leur très grande facilité d'assemblage, notamment par collage et/ou t.hermlosoudure, rendent possible une fabrication à la demande, notamment en ce qui concerne la longueur et/ou la forme de l'appareil, en fonction des exigences de l'utilisateur. Il et é.ále- ment possible, à moindres frais, d'associer en série et/ou en parallèle nlusieurs appareils pour ostenir le débit de fluide chaud souhaité. the low cost of the materials used to constitute the apparatus of the invention and their very great ease of assembly, in particular by gluing and / or t.hermlosoudure, make it possible to manufacture on demand, in particular as regards the length and / or shape of the device, depending on user requirements. It is also possible, inexpensively, to combine several devices in series and / or in parallel to achieve the desired flow rate of hot fluid.

Enfin, l'appareil de l'invention peut servir aussi bien au chauffage d'un gaz, par exemple d'air, qu'au chauf fage d'un liquide, par exemple d'eau, et il est merle possible d'envisager, sans modification d'aucune sorte, que le meme appareil puisse être utilisé dans ces deux applications en fonction des besoins de l'utilisateur. Finally, the apparatus of the invention can be used both for heating a gas, for example air, and for heating a liquid, for example water, and it is therefore possible to envisage , without modification of any kind, that the same device can be used in these two applications according to the needs of the user.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation pr.féré, donné à titre d'exemple simplement illustratif, rais nullement limitatif. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels :: - la figure 1 est une vue partielle, en perspective, d'un
appareil de chauffage conforme à l'invention plus parti
culièrement agencé pour le chauffage d'un liquide, notam-
ment d'eau à usage domestique, - la figure 2 est une vue partielle, en perspective, d'une
partie de l'appareil de la fiure 1, - la figure 3 est une coupe schématique selon III-III de la
ligure 1 montrant l'appareil en position d'utilisation, - la figure 4 est une vue partielle, en perspective, d'un
appareil de chauffage conforme à l'invention, plus parti
culièrement agencé pour le chauffage d'un gaz, notamment
d'air, l'appareil étant montré en position d'utilisation
pour le chauffage d'un local, - et la figure 5 est une vue en coupe de l'enceinte en mon
trant une disposition particulière.The invention will be better understood on reading the following description of a preferred embodiment, given by way of purely illustrative example, in no way limiting. In this description, reference is made to the appended drawings in which: FIG. 1 is a partial perspective view of a
heater according to the invention more party
specially designed for heating a liquid, in particular
ment of water for domestic use, - Figure 2 is a partial perspective view of a
part of the apparatus of Figure 1, - Figure 3 is a schematic section on III-III of the
ligure 1 showing the apparatus in the position of use, - figure 4 is a partial perspective view of a
heater according to the invention, more gone
specially designed for heating a gas, in particular
air, the device being shown in the position of use
for space heating, - and Figure 5 is a sectional view of the enclosure in my
trant a particular provision.

En se référant aux figures 1 à 3, on va tout d'abord décrire un premier mode de réalisation de l'appareil de l'invention destiné plus particulièrement au chauffage d'un liquide, et notamment d'eau à des fins domestiques, bien au'en tout état de cause il soit également possible de chauffer un gaz. Referring to Figures 1 to 3, we will first describe a first embodiment of the apparatus of the invention intended more particularly for heating a liquid, and in particular water for domestic purposes, although in any case it is also possible to heat a gas.

En se référant tout d'abord à la figure 1, l'appareil comprend un châssis constitué par deux plaques rectangulaires allongées 1, 2, solidarisées l'une à l'autre le long d'un de leur grand côté de manière à constituer un dièdre aigu. Referring first to Figure 1, the apparatus comprises a frame consisting of two elongated rectangular plates 1, 2, joined to one another along one of their long sides so as to constitute a acute dihedral.

Eventuellement, aux deux extrémités, on peut prévoir deux renforts triangulaires 3. Optionally, at the two ends, two triangular reinforcements 3 can be provided.

Bes plaques et renforts sont, de préférence, constitués en un matériau thermiquement isolant, léger, peu cot- teux et facilement collable et/ou thermosoudable, tel que, par exemple, de la mousse de polyuréthane, du polystyrène, de la mousse de polypropylène, etc. Bes plates and reinforcements are preferably made of a thermally insulating material, light, inexpensive and easily bondable and / or heat sealable, such as, for example, polyurethane foam, polystyrene, polypropylene foam , etc.

Ce chassies sert à soutenir et à maintenir en forme une feuil.le souple 4 en un matériau relativement léger et bon marché, collable et/ou thermosoudable, tel que du polychlorure de vinyle, éventuellement renforcé par un matériau fibreux tel que de la fibre de verre. This chases is used to support and keep a flexible film in shape. The flexible 4 made of a relatively light and inexpensive material which can be bonded and / or heat-sealed, such as polyvinyl chloride, possibly reinforced by a fibrous material such as glass.

La feuille 4 est translucide, ou de préférence transparente, dans sa face 5 qui est tendue pour constituer la troisième face du prisme dont les deux autres faces sont constituées par les plaques 1 et 2. The sheet 4 is translucent, or preferably transparent, in its face 5 which is stretched to constitute the third face of the prism, the other two faces of which are formed by the plates 1 and 2.

De préférence, la feuille 4 est repliée sur elle-meme et thermosoudée pour constituer une enceinte hermétiquement close (notamment du point de vue des échanges thermiques) entourant les plaques 1 et 2, auxquelles elle peut du reste être collée et/ou thermosoudée pour obtenir une meilleure tenue de l'ensemble. Preferably, the sheet 4 is folded back on itself and heat-sealed to form a hermetically sealed enclosure (in particular from the point of view of heat exchange) surrounding the plates 1 and 2, to which it can moreover be bonded and / or heat-sealed to obtain better overall performance.

Bien que cette solution semble la plus avantageuse, on peut bien entendu limiter la feuille 4 à sa face 5 qui est simplement collée et/ou thermosoudée sur le pourtour des bords libres des plaques 1, 2 et 3, dans la mesure où l'assemblage des différentes plaques entre elles et avec la feuille 4 peut être rendu étanche du point de vue des échanges thermiques. Although this solution seems the most advantageous, it is of course possible to limit the sheet 4 to its face 5 which is simply glued and / or heat-sealed around the periphery of the free edges of the plates 1, 2 and 3, insofar as the assembly different plates together and with the sheet 4 can be sealed from the point of view of heat exchange.

A l'intérieur de l'enceinte prismatique 6 ainsi constituée, et reposant sur la plaque 2 qui sert de socle pour l'ensemble, est disposé un tampon thermique 7 de forme al- longée qui s'étend sur toute la longueur de l'enceinte 6. Inside the prismatic enclosure 6 thus formed, and resting on the plate 2 which serves as a base for the assembly, is disposed a thermal buffer 7 of elongated shape which extends over the entire length of the pregnant 6.

Comme représenté de façon plus détaillée à la figure 2, le tampon thermique 7 comprend une poche souple 8, constituée à partir d'une ou de plusieurs feuilles souples en un matériau léger et peu coûteux ; ce matériau est de préférence le meme que celui constitutif de la feuille 4 de l'enceinte 6, par exemple du polychlorure de vinyle. Comme représenté à la figuré 3, la poche 8 est constituée par deux feuilles assemblées de façon étanche par thermosoudure le long de leur périphérie, savoir une feuille supérieure transparente 9 et une feuille inférieure noire 10, les deux feuilles 9 et 10 pouvant éventuellement être noires. As shown in more detail in Figure 2, the thermal pad 7 comprises a flexible pocket 8, formed from one or more flexible sheets of a light and inexpensive material; this material is preferably the same as that constituting the sheet 4 of the enclosure 6, for example polyvinyl chloride. As shown in FIG. 3, the pocket 8 consists of two sheets assembled in a sealed manner by heat-sealing along their periphery, namely a transparent upper sheet 9 and a black lower sheet 10, the two sheets 9 and 10 possibly being black .

La poche 8 est remplie d'un fluide caloporteur qui, d'une façon simple, peut Outre de l'eau, mais qui peut de façon plus avantageuse être un liquide, voire même un gaz, possédant un coefficient thermique plus élevé que celui de l'eau. The bag 8 is filled with a heat transfer fluid which, in a simple manner, can In addition to water, but which can more advantageously be a liquid, or even a gas, having a higher thermal coefficient than that of the water.

A l'intérieur de la poche 8, et baignant dans le fluide colporteur, est disposé un serpentin 11 constitué en un matériau thermiquement conducteur (par exemple en cuivre) et destiné à castre parcouru par l'eau à réchauffer. Inside the pocket 8, and immersed in the peddling fluid, is disposed a coil 11 made of a thermally conductive material (for example copper) and intended to castre traversed by the water to be heated.

On prévoit, bien entendu, des traversées étanches 12 entre le serpentin 11 et la paroi de la poche 8, d'une part, et une plaque 3 et la feuille 4 de l'enceinte 6, d'autre part, pour permettre le raccordement du serpentin à un circuit hydraulique extérieur et notamment à un ballon (non représenté) de stockage d'eau chaude. Of course, watertight crossings 12 are provided between the coil 11 and the wall of the pocket 8, on the one hand, and a plate 3 and the sheet 4 of the enclosure 6, on the other hand, to allow connection from the coil to an external hydraulic circuit and in particular to a hot water storage tank (not shown).

On notera que l'inclinaison (déterminée par l'angle au sommet formé par les plaques 1 et 2 et/ou Par les largeurs respectives desdites plaques) de la face transparente 5 de l'enceinte 6 est telle que ladite face 5 soit à peu près perpendiculaire à la direction moyenne de propagation du rayonnement solaire à l'endroit d'utilisation, comme représenté à la figure 3. It will be noted that the inclination (determined by the angle at the apex formed by the plates 1 and 2 and / or by the respective widths of the said plates) of the transparent face 5 of the enclosure 6 is such that said face 5 is slightly near perpendicular to the mean direction of propagation of solar radiation at the place of use, as shown in Figure 3.

Bes rayons solaires pénètrent dans l'enceinte 6 close et échauffent son volume intérieur sans que la chialeur puisse s'échapper dans des proportions notables (effet de serre) : par conduction, il en résulte un échauffement du fluide contenu dans la poche 8 du tampon thermique 7, lequel fluide colporteur, toujours par conduction, échauffe l'eau en circulation dans le serpentin 11. Bes solar rays penetrate into the closed enclosure 6 and heat its interior volume without the whining can escape in significant proportions (greenhouse effect): by conduction, it results in a heating of the fluid contained in the pocket 8 of the tampon thermal 7, which peddling fluid, still by conduction, heats the water circulating in the coil 11.

L'échauffement du fluide contenu dans la poche 8 est accéléré par le fait qu'une partie des rayons solaires incidents frappent également la poche 8 elle-même après avoir traversé la face 5 de l'enceinte 6 (flèche 13). The heating of the fluid contained in the pocket 8 is accelerated by the fact that part of the incident solar rays also strike the pocket 8 itself after having passed through the face 5 of the enclosure 6 (arrow 13).

Pour accroStre le rendement de cet appareil, on peut prévoir une surface réfléchissante 14 sur la face intérieure de la plaque 1. L'inclinaison de la plaque 1 doit alors être telle que les rayons solaires 15 frappant la surface réfléchissante 14 soient réfléchis sur la poche 8. To increase the efficiency of this device, a reflecting surface 14 can be provided on the inside of the plate 1. The inclination of the plate 1 must then be such that the solar rays 15 striking the reflecting surface 14 are reflected on the pocket. 8.

On notera que l'appareil qui vient d'etre décrit est de structure fixe : de ce fait, les inclinaisons respectives de la paroi 1 et de la face transprente 5 sont déterminees une fois pour toutes pour une exposition donnée sous une latitude donnée et pour une position azimutale moyenne du soleil ; la quantité de chaleur qu'il est possible de recueillir est donc essentiellement variable au cours d'une journée et au cours d'une ;usnée. It will be noted that the device which has just been described has a fixed structure: therefore, the respective inclinations of the wall 1 and of the transparent face 5 are determined once and for all for a given exposure under a given latitude and for an average azimuthal position of the sun; the quantity of heat which it is possible to collect is therefore essentially variable over the course of a day and over the course of a spent period.

Pour compenser cet inconvénient, autant que faire ce peut, on prévoit 'adjoinre un (ou éventuellement plusieurs) volet mobile 16 (voir figures 1 et 3) articulé sur le bord supérieur de la plaque 1 et mobile en rotation. To compensate for this drawback, as far as possible, provision is made for adding one (or possibly several) movable flap 16 (see FIGS. 1 and 3) articulated on the upper edge of the plate 1 and movable in rotation.

La face inférieure du volet est munie d'une surface réfléclissante 17 qui, pour une orientation donnée du volet, réfléchit les rayons solaires en direction de la poche 8 (flèches 18). The underside of the flap is provided with a reflecting surface 17 which, for a given orientation of the flap, reflects the sun's rays in the direction of the pocket 8 (arrows 18).

La position angulaire du volet 16 peut être modifiée (soit manuellement, soit automatiquement à l'aide d'un mécanisme à rotation continue ou discontinuej au cours de la journée en fonction du déplacement du soleil. The angular position of the flap 16 can be changed (either manually or automatically using a mechanism of continuous or discontinuous rotation during the day depending on the movement of the sun.

De préférence, le volet 16 est constitué en un matériau thermiquement isolant (par exemple le meme que celui des plaques 1 et 2) pour que, après une période d'ensoleillement, il puisse être rabattu devant la face transparente 5 et fermer thenniquement l'enceinte 6, de manière à rédui le plus possible la déperdition thermique à travers la face 5 de lteziceinte, notamment au cours des périodes c- turnes. Preferably, the flap 16 is made of a thermally insulating material (for example the same as that of the plates 1 and 2) so that, after a period of sunshine, it can be folded down in front of the transparent face 5 and thermally close the enclosure 6, so as to reduce as much as possible the heat loss through the face 5 of the enclosure, especially during critical periods.

'appareil de l'invention est fabriqué à partir de ma fériaux très courants et très bon marché, et le procédé de fabrication est simple et peu coûteux. Il est ainsi possible de réaliser l'appareil pratiquement à la demande, notamment pour ce qui concerne sa longueur et l'orientation angulaire de la plaque 1 et de la lace transparente 5. he apparatus of the invention is made from my very common and very inexpensive materials, and the manufacturing process is simple and inexpensive. It is thus possible to produce the device practically on demand, in particular as regards its length and the angular orientation of the plate 1 and the transparent lace 5.

En outre, compte tenu de son prix de revient et d'ins tallation très bas et de son encombrement relativement réduit, il est possible d'associer plusieurs appareils pour obtenir la quantité d'eau chaude nécessaire à une consomma tion domestique normale. In addition, given its very low cost and installation cost and its relatively small footprint, it is possible to combine several devices to obtain the quantity of hot water necessary for normal domestic consumption.

La convection naturelle du fluide caloporteur contenu dans la poche 8 assure à elle seule un échauffement regu- lièrement réparti du serpentin 11. The natural convection of the heat transfer fluid contained in the pocket 8 alone provides regularly distributed heating of the coil 11.

En outre, l'élasticité propre d'un usatérieu tel que le polychlorure de vinyle constitutif de la poche 8 permet à la poche de suivre les variations de volume de l'eau qu'el- le contient, sans qu'il soit besoin de prévoir un vase d'expansion. In addition, the inherent elasticity of a material such as the polyvinyl chloride constituting the bag 8 allows the bag to follow the variations in volume of the water it contains, without the need to provide an expansion tank.

Outre les avantages ci-dessus mentionnés, on notera que le tampon thermique 7 conçu et agencé tel qu'il vivent d'âtre décrit permet éventuellement de stocker une grande quantité d'eau. Outre le role de capteur d'énergie caloripique et d'échangeur de chaleur entre l'eau et le serpentin 11, il faut ajouter celu.i de réservoir d'eau chaude ou tiède, qui éventuellement permet de s'affranchir d'un ballon de stockage. In addition to the advantages mentioned above, it will be noted that the thermal buffer 7 designed and arranged as it lives on hearth described possibly makes it possible to store a large amount of water. In addition to the role of heat energy sensor and heat exchanger between the water and the coil 11, it is necessary to add that of a hot or lukewarm water tank, which optionally makes it possible to dispense with a balloon of storage.

En outre, le serpentin 11 peut être raccordé directement sur un réseau de distribution d'eau sous pression, ce qui permet d'éviter l'emploi d'une pompe pour la mise en circulation de l'eau chauffée. In addition, the coil 11 can be connected directly to a pressurized water distribution network, which avoids the use of a pump for circulating the heated water.

Si l'on souhaite s'affranchir des difficultés inhérentes à l'obtention de traversées étanches 12 qui soient fiables, on peut envisager de disposer le serpentin 11 à ltex- trieur de la poche 8. If it is wished to overcome the difficulties inherent in obtaining reliable watertight crossings 12, it is possible to envisage disposing the coil 11 at the pocket 8 detector.

On peut par exemple poser le serpentin 1 1 sur la plaque 2 (la face intérieure de celle-ci pouvant alors être réfléchissante) et, par-dessus, poser la poche 8 qui est suffisamment souple pour épouser parfaitement les contours des branches du serpentin 11. One can for example place the coil 1 1 on the plate 2 (the inner face of the latter then being able to be reflective) and, above, place the pocket 8 which is flexible enough to perfectly match the contours of the branches of the coil 11 .

Il est également possible de disposer deux poches 8 l'une sur l'autre avec le serpentin intercalé entre elles. It is also possible to have two pockets 8 one on the other with the coil interposed between them.

On peut également envisager de constituer le tampon thermi.que 7 par une masse dtun matériau coulant tel que du sable, au sein duquel est noyé le serpentin 11 : un exemple d'un tampon thermique ainsi constitué sera donné plus loin en référence à la figure 4. One can also consider constituting the thermal pad 7 by a mass of a flowing material such as sand, within which the coil 11 is embedded: an example of a thermal pad thus formed will be given later with reference to the figure. 4.

On va maintenant décrire un second mode de réalisation de l'appareil de l'invention destiné plus particulièrement au chauffage d'un gaz, notamment d'air pour réchauffer un local, par exemple une demeure inoccupée. We will now describe a second embodiment of the apparatus of the invention intended more particularly for heating a gas, in particular air to heat a room, for example an unoccupied dwelling.

Sur la figure 4, on a conservé les mêmes références numériques pour désigner les éléments identiques à ceux des figures 1 à 3. In FIG. 4, the same reference numerals have been kept to designate the elements identical to those of FIGS. 1 to 3.

L'appareil de la figure 4 est constitué, tout au moins pour ce qui est de l'enceinte 6, de la même manière que l'appareil des figures 1 à 3 : il est donc inutile d'en donner la description détaillée. Par contre, le tampon thermique 7 est ici constitué par un récipient 20 ouvert vers le haut en forme de gouttière, constitué en un matériau thermiquement isolant et muni éventuellement d'une surface intérieure réfléchissante. Le récipient 20 est rempli dtun matériau coulant 21 possédant un bon coefficient d'absorption thermique. Ce matériau coulant peut être un liquide, mais, pour éviter des problèmes de débordement si l'appareil était heurté, il est préférable d'avoir recours à un matériau pulvérulent bon marché, tel que du sable par exemple.Le récipient 20 est dimensionné et conformé pour, d'une part, contenir une quantité maximale de sable et pour, d'autre part, que la surface libre du sable soit, elle aussi, maximale. The apparatus of FIG. 4 is made up, at least as regards the enclosure 6, in the same way as the apparatus of FIGS. 1 to 3: it is therefore unnecessary to give a detailed description of it. On the other hand, the thermal buffer 7 is here constituted by a container 20 open upwards in the form of a gutter, made of a thermally insulating material and optionally provided with a reflective interior surface. The container 20 is filled with a flowable material 21 having a good coefficient of thermal absorption. This flowable material may be a liquid, but, to avoid problems of overflow if the device is struck, it is preferable to use an inexpensive powdery material, such as sand for example. The container 20 is sized and shaped to, on the one hand, contain a maximum quantity of sand and, on the other hand, that the free surface of the sand is also maximum.

Dans les faces d'extrémité de l'appareil sont prévus respectivement un orifice d'entrée 22 et un orifice de sortie 23 pour le gaz à réchauffer. In the end faces of the apparatus are provided respectively an inlet orifice 22 and an outlet orifice 23 for the gas to be heated.

Be fonctionnement de l'appareil est identique à celui indiqué précédemment pour 11 appareil des figures 1 à 50 Be gaz froid, entrant par orifice 22, balaye la surface du sable 21 où il se réchauffe, puis sort par l'orifice 23. Be operation of the apparatus is identical to that indicated previously for 11 apparatus of FIGS. 1 to 50 Be cold gas, entering by orifice 22, sweeps the surface of the sand 21 where it heats up, then leaves by orifice 23.

Dans l'application plus particulièrement envisagée pour cet appareil, et comme représenté à la figure 4, l1ap- pareil est disposé au voisinage de l'habitation à réchau- fer, par exemple au pied d'un mur (ou sur un balcon, ou sur le toit). L'orifice d'entrée 22 est mis en commnunicntion par l'intermédiaire d'un conduit 24 traversant le mur 25, avec les parties basses de l'intérieur de l'habitation, tandis que l'orifice de sortie 23 est mis en communication avec l'intérieur de l'habitation par un conduit 26 traversant le mur 25 plus haut que le conduit 24, de manière que l'air puisse circuler par convection naturelle. In the application more particularly envisaged for this appliance, and as shown in FIG. 4, the appliance is placed in the vicinity of the dwelling to be heated, for example at the foot of a wall (or on a balcony, or on the roof). The inlet orifice 22 is put in communication via a conduit 24 passing through the wall 25, with the lower parts of the interior of the dwelling, while the outlet orifice 23 is put in communication with the interior of the dwelling by a duct 26 crossing the wall 25 higher than the duct 24, so that the air can circulate by natural convection.

Bien entendu, le tampon thermique réalisé sous forme d'un bac à sable n'est indiqué qu'à titre d'exemple et il pourrait tout aussi bien être d'un autre type, par exemple la poche 8 des figures 1 à 3, alors qutinversernent, comme cela a déjà été indiqué, le bac à sable peut recevoir en son -sein le serpentin Il pour remplacer la poche 8. Of course, the thermal buffer produced in the form of a sandbox is only given by way of example and it could just as easily be of another type, for example the bag 8 of FIGS. 1 to 3, while reversing, as has already been indicated, the sandbox can receive in its design the coil II to replace the pocket 8.

Quel que soit le type de l'appareil et/ou l'applica tion qui en est prévue, il est possible de prévoir un certain nombre de dispositions complémentaires destinées à réduire au maximum les pertes thermiques vers l'extérieur. Whatever the type of device and / or the application which is provided for it, it is possible to provide a certain number of additional provisions intended to minimize heat losses to the outside.

Comme représenté à la figure 5 (sur laquelle les mêmes références numériques sont conservées pour désigner les éléments identiques à ceux de la figure 3), la face 5 transparente ou translucide de l'enceinte 4 est doublée par une deuxième feuille 27 également transparente ou translucide, par exemple de meme nature que la face 5 et fixée à celle-ci par therosoudure le long de sa périphérie. Pour éviter que les feuilles 5 et 27 collent l'une à l'autre, on maintient le volume 28 qu'elles délimitent en légère surpression. As shown in FIG. 5 (in which the same numerical references are kept to designate the elements identical to those of FIG. 3), the transparent or translucent face 5 of the enclosure 4 is doubled by a second sheet 27 also transparent or translucent , for example of the same nature as the face 5 and fixed to the latter by heat-sealing along its periphery. To prevent the sheets 5 and 27 from sticking to each other, the volume 28 is maintained, which they delimit in slight overpressure.

On prévoit une troisième feuille 29, voire d'autres feuilles encore, de manière que cette face de l'enceinte prismatique non protégée par des plaques isolantes (telles que 1 ou 2) ne constitue pas une zone de déperdition des calories, notamment sous l'action du vent et/ou au cours des périodes non ensoleillées. A third sheet 29, or even other sheets, is provided, so that this face of the prismatic enclosure not protected by insulating plates (such as 1 or 2) does not constitute a zone of heat loss, in particular under the 'action of the wind and / or during the periods not sunny.

I1 est également possible de prévoir que la totalité de l'enceinte 4 comporte une double paroi. I1 is also possible to provide that the entire enclosure 4 has a double wall.

I1 est également possible de constituer le chassies sous une autre forme appropriée, par exemple par des arceaux solidarisés au bac à sable 20 de la figure 4. It is also possible to constitute the chases in another suitable form, for example by hoops secured to the sandbox 20 of FIG. 4.

Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. As goes without saying and as it already follows from the above, the invention is in no way limited to those of its modes of application and embodiments which have been more especially envisaged; on the contrary, it embraces all its variants.

Claims

1 - Apparatus for heating a fluid from solar energy, comprising - a closed enclosure delimited by a wall of which at least

an area (facing approximately the sun in

device usage) is transparent or

translucent, and - connection means for bringing the fluid to

heat in and out of the enclosure, characterized in that the closed enclosure is made from at least one sheet of flexible and light Ger material, and in that it further comprises a thermal pad arranged to absorb heat energy and to restore said energy to the fluid to be heated when said fluid is brought into contact with it, whereby an apparatus is obtained which has a light structure while having thermal inertia ensuring good efficiency .

2 - Apparatus according to claim 1, characterized in that the thermal buffer is made of a flowing material.

3 - Apparatus according to claim 2, characterized in that there is provided a closed pocket, made of a flexible and light material, to contain said flowing material.

4 - Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the flowable material is a fluid.

5 - Apparatus according to any one of claims 2 to 4, characterized in that there is provided a coil made of a thermally good conductive material, embedded in the flowing material constituting the thermal buffer and intended to be traversed by the fluid to heat.

6 - Apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the enclosure and possibly the pocket are of cylindrical or elongated prismatic shape.

7 - Apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it further comprises a chassis for keeping the enclosure in shape, said chassis being inside the enclosure.

8 - Apparatus according to claim 7, characterized in that the chassis comprises a set of plates of a thermally insulating material, these plates being secured to each other so as to define an open prismatic surface of the c8té where the enclosure is transparent or translucent.

9 - Apparatus according to claim 8, characterized in that the side facing inward of at least one of the plates is reflective, said plate being arranged so that the sun's rays are reflected approximately towards the thermal buffer.

10 - Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized encaque the enclosure and possibly the pocket are respectively constituted by at least one sheet of polyvinyl chloride assembled by heat sealing.

11 - Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that there is provided at least one second flexible wall, transparent or translucent, associated with at least the transparent or translucent part of the enclosure and fixed thereto sealingly, the volume between the two walls being maintained in overpressure.