FR2516638A1

FR2516638A1 - Flat plate solar panel - has perforated radiation filter plate between transparent cover and absorber

Info

Publication number: FR2516638A1
Application number: FR8121310A
Authority: FR
Inventors: Pennanac H Jean-Luc
Original assignee: SETREM
Current assignee: SETREM
Priority date: 1981-11-13
Filing date: 1981-11-13
Publication date: 1983-05-20

Abstract

The solar fluid heating panel consists of an insulated box (8) encasing a support frame (1) for the panel components. The lugs (10) at the top of the frame support the transparent cover (4) whilst the absorber (2) is housed in the bottom. Between the two components is a perforated plate (3). A space (13) exists across each end (6) of the support frame which are perforated in the area between the absorber and the perforated plate. Solar radiation passes through the perforated plate and successively rebounds between the absorber and the underside of the perforated plate.

Description

Procédé de captation de l'énergie du rayonnement solaire à travers un élément tamisant, et capteur utilisant ce procédé.Method for capturing the energy of solar radiation through a screening element, and sensor using this method.

La présente invention concerne un nouveau procédé de captation de l'énergie solaire, à haut rendement, et un capteur utilisant ce procédé. The present invention relates to a new method of capturing solar energy, with high efficiency, and a sensor using this method.

On connaît de nombreux capteurs solaires selon lesquels l'énergie solaire est d'abord recueillie sur une surface appropriée, pour être ensuite échangée avec le milieu en contact avec cette surface réceptrice. Numerous solar collectors are known according to which solar energy is first collected on an appropriate surface, to then be exchanged with the medium in contact with this receiving surface.

Le procédé le plus ancien et le plus simple consiste à utiliser comme surface absorbante les murs eux-mêmes d'un bâtiment. Mais un tel procédé ne convient pas pour des capteurs individuels et son rendement est relativement faible du fait qu'une partie importante du rayonnement absorbé est réémise vers l'extérieur. The oldest and simplest method is to use the walls of a building as an absorbent surface. However, such a method is not suitable for individual sensors and its efficiency is relatively low because a large part of the absorbed radiation is re-emitted to the outside.

D'autres procédés consistent à utiliser une surface noire telle qu'une tôle noire comme absorbeur, au contact de laquelle on fait circuler un fluide tel que l'air à l'abris d'un vitrage. Other methods consist in using a black surface such as a black sheet as an absorber, in contact with which a fluid such as air is circulated under the shelter of a glazing.

Tous ces procédés connus consistent dans un premier temps d piéger l'énergie solaire sur une surface et dans un deuxième temps à échanger cette énergie, de façon souhaitée, avec le milieu ambiant, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur. All of these known methods consist firstly of trapping solar energy on a surface and secondly of exchanging this energy, in a desired manner, with the ambient medium, either directly or via a heat transfer fluid. .

Les améliorations recherchées par ces procédés consistent à rendre ces surfaces absorbantes les plus sélectives possibles, c'est-à-dire à augmenter le coefficient d'absorption solaire qui doit être le plus proche possible de l'unité, et à diminuer le coefficient d'émission dans l'infrarouge de ces mêmes surfaces absorbantes, qui doit être le plus faible possible. The improvements sought by these methods consist in making these absorbent surfaces as selective as possible, that is to say in increasing the solar absorption coefficient which must be as close as possible to unity, and in reducing the coefficient d 'emission in the infrared of these same absorbent surfaces, which must be as low as possible.

On connaît également d'autres améliorations qui ont porté sur la recherche de surfaces absorbantes accidentées ou rugueuses piégeant plus facilement ble rayonnement solaire que les surfaces lisses. C'est ainsi que des structures "en nid d'abeilles" ou en "brosse" ont été utilisées à cet effet. Other improvements are also known which have focused on finding uneven or rough absorbent surfaces which more easily trap solar radiation than smooth surfaces. This is how "honeycomb" or "brush" structures were used for this purpose.

On connaît enfin d'autres procédés portant su-r l'amélio- ration des coefficients d'échange entre la surface absorbante et le milieu ambiant ou le fluide caloporteur en contact avec la surface absorbante. C'est ainsi qu'on a utilisé notamment des surfaces absorbantes constituées par des corps poreux. Finally, other methods are known which relate to the improvement of the exchange coefficients between the absorbent surface and the ambient medium or the heat transfer fluid in contact with the absorbent surface. In particular, absorbent surfaces made up of porous bodies have been used.

Toutefois, les procédés précités et les améliorations dont ils ont fait l'objet, conduisent à des mises en oeuvre très onéreuses, même si les capteurs ainsi préparés peuvent permettre l'obtention de résultats satisfaisants. En outre, ces procédés impliquent une inertie importante dans la transmission de l'énergie-, du seul fait qu'elle est d'abord piegée par un élément absorbant. However, the aforementioned methods and the improvements to which they have been subject, lead to very expensive implementations, even if the sensors thus prepared can allow obtaining satisfactory results. In addition, these methods involve significant inertia in the transmission of energy, simply because it is first trapped by an absorbent element.

Or, la demanderesse a constaté qu'il était possible de remédier aux inconvénients précités, et qu'on pouvait obtenir un capteur très simple, ayant un haut rendement, une faible inertie de transmission de l'énergie reçue, et un coût peu relevé. However, the Applicant has found that it was possible to remedy the aforementioned drawbacks, and that a very simple sensor could be obtained, having a high efficiency, a low inertia of transmission of the energy received, and a low cost.

L'invention a pour objet un procédé de captation de l'énergie du rayonnement solaire, consistant à utiliser un élément tamisant qui laisse passer le rayonnement incident, mais qui retient ensuite tout rayonnement provenant de la réflexion du rayonnement incident après son passage à travers l'élément tamisant. L'énergie du rayonnement incident ayant traversé l'élément tamisant se trouve alors piégée entre-cet élément tamisant et un écran susceptible de réémettre ou de réfléchir en partie l'énergie reçue. The subject of the invention is a method of capturing the energy of solar radiation, consisting in using a screening element which lets the incident radiation through, but which then retains any radiation coming from the reflection of the incident radiation after it has passed through the 'sifting element. The energy of the incident radiation having passed through the screening element is then trapped between this screening element and a screen capable of re-emitting or partly reflecting the energy received.

D'une façon plus précise, selon le procédé de captation de l'invention, on reçoit le rayonnement solaire incident sur un élément tamisant comportant des orifices d'une dimension suffisante pour laisser passer ce rayonnement, et on reçoit ensuite le rayonnement précité sur un écran, la dimension des orifices et la distance entre l'élément tamisant et l'écran étant telles que la fraction du rayonnement à nouveau émis ou réfléchi par écran subisse des réflexion successives entre l'élément-tamisant et l'écran, en abondonnant son énergie au milieu environnant. More precisely, according to the capture method of the invention, the incident solar radiation is received on a sieving element having orifices of sufficient size to allow this radiation to pass, and the aforementioned radiation is then received on a screen, the size of the orifices and the distance between the screening element and the screen being such that the fraction of the radiation again emitted or reflected by screen undergoes successive reflections between the screening element and the screen, giving up its energy to the surrounding environment.

Ainsi, l'énergie du rayonnement ayant traversé l'élément tamisant n'est plus emmagasinée dans un premier temps par un écran récepteur comme dans les procédés connus, mais elle est au contraire piégé entre l'élément tamisant et l'écran, de sorte qu'elle est directement utilisée pour chauffer le milieu compris entre l'élément tamisant et l'écran, par exemple un fluide caloporteur. Il en résulte que selon le procédé de l'invention, l'inertie dans la transmission de l'énergie du rayonnement est considérablement réduite, et que ce procédé est utilisable même avec des flux incidents très faibles de l'ordre de 100 watt/m2 et des températures peu élevées. Thus, the energy of the radiation having passed through the screening element is no longer stored initially by a receiving screen as in the known methods, but it is on the contrary trapped between the screening element and the screen, so that it is directly used to heat the medium between the screening element and the screen, for example a heat transfer fluid. As a result, according to the method of the invention, the inertia in the transmission of radiation energy is considerably reduced, and this method can be used even with very low incident fluxes of the order of 100 watt / m2. and low temperatures.

L'élément tamisant peut être constitué par une micro- grille dont l'épaisseur du matériau constituant la maille doit être la plus faible possible, et dont l'ouverture ou dimension de maille doit être supérieure à la longueur d'onde du rayonnement incident pour laisser passer celui-ci, mais suffisamment voisine de cette longueur d'onde pour éviter le passage en sens inverse du rayonnement réfléchi, à travers ce même élément tamisant. Le choix de la maille de la microgrille dépend à la fois de la surface de l'écran et de la distance entre l'élément tamisant et l'écran. La demanderesse a d'ailleurs constaté que, pour un capteur dans lequel tous les paramètres étaient identiques, sauf l'ouverture de la maille de la microgrille, le rendement du capteur en énergie solaire piégée augmente considérablement lorsque l'ouverture de la maille diminue. The screening element may consist of a micro-grid, the thickness of the material of which the mesh must be as small as possible, and the opening or dimension of mesh of which must be greater than the wavelength of the incident radiation for let it pass, but close enough to this wavelength to avoid the passage in the opposite direction of the reflected radiation, through this same sieving element. The choice of the microgrid mesh depends both on the screen surface and on the distance between the screening element and the screen. The Applicant has moreover found that, for a sensor in which all the parameters were identical, except the opening of the mesh of the microgrid, the efficiency of the sensor in trapped solar energy increases considerably when the opening of the mesh decreases.

Comme élément tamisant,on peut utiliser n'importe quel type de matériau formant un tamis susceptible de laisser passer le rayonnement incident et de retenir le rayonnement réfléchi. On peut utiliser notamment un matériau tissé ou "non-tissé" constitué par des fibres les plus diverses telles que des fibres métalliques comme des fibres d'aluminium, de bronze ou d'acier, des fibres minérales comme des fibres d'amiante ou de verre, ou des fibres synthétiques comme des fibres de polyamide, de polyester, de polystyrène, de ply- oléfine, de polycarbonate ou des fibres polyacryliques, sous la seule réserve que les fibres précitées résistent à la température de fonctionnement à l'équilibre du capteur selon le procédé de l'invention. As the sieving element, any type of material forming a sieve can be used which is capable of allowing the incident radiation to pass and of retaining the reflected radiation. One can use in particular a woven or "non-woven" material consisting of a wide variety of fibers such as metallic fibers such as aluminum, bronze or steel fibers, mineral fibers such as asbestos fibers or glass, or synthetic fibers such as polyamide, polyester, polystyrene, plyolefin, polycarbonate or polyacrylic fibers, with the sole proviso that the aforementioned fibers resist the operating temperature at equilibrium of the sensor according to the method of the invention.

L'écran situé derrière l'élément filtrant est constitué, selon le procédé de l'invention, par une surface réfléchissante renvoyant vers la surface de l'élément filtrant en regard, la plus grande partie du rayonnement incident ayant déjà franchi les mailles de l'élément tamisant, et qui est ensuite soumise à des réflexions successives comme indiqué ci-dessus. Cet écran peut être constitué par une surface plus ou moins lisse, étant donne qu'une partie du rayonnement est toujours réémise vers l'élément tamisant, notamment sous la forme d'un rayonnement infrarouge.L'écran précité peut être constitué par une surface hautement réf léchissante, mais dans ce cas l'ouverture de la maille de l'élément tamisant doit être suffisamment faible et la distance entre l'élément tamisant et l'écran suffisamment grande pour que le rayonnement réfléchi par l'écran ne passe pas à nouveau à travers l'élément tamisant, notamment dans le cas où le rayonnement solaire incident est reçu perpendiculairement par l'élément tamisant. The screen behind the filter element is made up, according to the method of the invention, by a reflective surface reflecting towards the surface of the filter element opposite, most of the incident radiation having already crossed the meshes of l 'sifting element, and which is then subjected to successive reflections as indicated above. This screen can be formed by a more or less smooth surface, given that part of the radiation is always re-emitted towards the screening element, in particular in the form of infrared radiation. The above-mentioned screen can be constituted by a surface highly reflective, but in this case the opening of the mesh of the screening element must be sufficiently small and the distance between the screening element and the screen large enough so that the radiation reflected by the screen does not pass through. again through the screening element, especially in the case where the incident solar radiation is received perpendicularly by the screening element.

En fait, il est inutile et- finalement peu avantageux de rechercher que l'écran soit constitué par une surface hautement réfléchissante, dont le coût est toujours élevé, et qui peut conduire à l'obtention d'un rendement plus faible lorsque la direction du rayonnement incident est voisine de la normale par rapport à la surface de l'élément tamisant,
En général, on utilise comme écran un reflecteur dit "réflecteur imparfait" constitué par les matériaux les plus variés téls que des métaux ou alliages, des matières plastiques, du verre ou tout autre matière susceptible d'être aluminisée ou recouverte par une peinture de couleur claire ou donnant un éclat métallique. Il suffit en effet que la surface de l'écran soit suffisamment accidentée, compte tenu de- l'échelle de longueur d'ondes du rayonnementrpour que ce dernier soit réfléchi d'une façon suffisamment irrégulière et qu'il soit piégé selon le procédé de l'invention.In fact, it is useless and ultimately not advantageous to seek that the screen be constituted by a highly reflective surface, the cost of which is always high, and which can lead to obtaining a lower yield when the direction of the incident radiation is close to normal with respect to the surface of the screening element,
In general, a so-called "imperfect reflector" is used as the screen, made up of the most varied materials such as metals or alloys, plastics, glass or any other material capable of being aluminized or covered with a colored paint. clear or giving a metallic luster. It suffices that the screen surface is sufficiently uneven, taking into account the wavelength scale of the radiation r so that the latter is reflected in a sufficiently irregular manner and that it is trapped according to the method of the invention.

Toutefois, l'écran précité peut encore être constitué tout simplement par un mur ou par le sol, et dans ce cas le rayonnement réfléchi, qui est surtout constitué par un rayonnement infrarouge, reste piégé entre l'élément tannisant et le mur ou le sol, la partie du rayonnement emmagasinée par le mur ou par le sol étant alors récupérée comme dans les procédés déjà connus. However, the aforementioned screen can still be constituted quite simply by a wall or by the ground, and in this case the reflected radiation, which is especially constituted by infrared radiation, remains trapped between the tanning element and the wall or the ground. , the part of the radiation stored by the wall or by the ground then being recovered as in the processes already known.

Si l'on considère l'association formée par l'élément tamisant et l'écran, dans le cas le plus généralement utilise du procédé de l'invention où l'écran est constitué par un réflecteur imparfait, la dimension des orifices de l'élément tamisant est égale ou inférieure à 0,60 mm, et de préférence comprise dans le gamme de 0,10 à 0,46 mm, la distance entre l'écran et l'élément tamisant étant d'au moins 100 à 300 fois la dimension des orifices précités. Dans ces conditions, le rayonnement renvoyé par le réflecteur imparfait a globalement une direction suffisamment irrégulière et rasante par rapport à l'élément tamisant pour qu'une partie importante du rayonnement soit piégée, même si la dimension des orifices de l'élément tamisant est nettement plus grande que la longueur d'onde du rayonnement incident. If we consider the association formed by the screen element and the screen, in the most generally used case of the method of the invention where the screen is constituted by an imperfect reflector, the dimension of the orifices of the screening element is 0.60 mm or less, and preferably in the range of 0.10 to 0.46 mm, the distance between the screen and the screening element being at least 100 to 300 times the dimension of the aforementioned orifices. Under these conditions, the radiation returned by the imperfect reflector generally has a sufficiently irregular and grazing direction relative to the screening element so that a significant part of the radiation is trapped, even if the dimension of the orifices of the screening element is clearly greater than the wavelength of the incident radiation.

Selon le procédé de l'invention, l'espace compris entre l'élément tamisant et l'écran est occupé par un fluide caloporteur destiné à recevoir directement la majeure partie de l'énergie piégée entre l'élément tamisant et l'écran. According to the method of the invention, the space between the screening element and the screen is occupied by a heat transfer fluid intended to directly receive most of the energy trapped between the screening element and the screen.

La surface de l'élément tamisant occupée par le matériau entourant les orifices doit être la plus faible possible, et de préférence elle est égale ou inférieure à 30% de la surface totale de I'éléent tamisant, c'est-à-dire que les orifices occupent au moins 70% de la surface totale de l'élément tamisant. En outre, la surface de l'élément tamisant recevant le rayonnement incident est traitée de préférence de façon à constituer un récepteur de chaleur. Elle est de préférence de coloration sombre ou noire ou recouverte d'une teinture de coloration sombre ou noire. Par contre, la surface de l'élé- ment tamisant en regard de l'écran est traitée de façon à constituer un réflecteur imparfait. Elle est de coloration claire ou blanche de préférence métallisée ou recouverte d'une peinture à cet effet. The surface of the sieving element occupied by the material surrounding the orifices must be as small as possible, and preferably it is equal to or less than 30% of the total surface of the sieving element, that is to say that the orifices occupy at least 70% of the total surface of the screening element. In addition, the surface of the screening element receiving the incident radiation is preferably treated so as to constitute a heat receptor. It is preferably of dark or black coloration or covered with a dye of dark or black coloration. On the other hand, the surface of the screening element facing the screen is treated so as to constitute an imperfect reflector. It is light or white in color, preferably metallic or covered with a paint for this purpose.

L'association formée par ltelement tamisant, l'écran et le fluide caloporteur constitue ensemble essentiel du procédé de l'inventIon pour le fonctionnement d'un capteur du type ouvert, c'est-à-dire d'un capteur dans lequel le fluide caloporteur peut circuler librement sous le seul effet de différencie de température, de part et d'autre de lleleent tamisant et/ou entre l'élément tamisant et l'écran, notamment lorsque l'ensemble précité est disposé verticalement. The association formed by the screen element, the screen and the heat transfer fluid constitutes an essential whole of the process of the invention for the operation of a sensor of the open type, that is to say of a sensor in which the fluid the coolant can circulate freely under the sole effect of temperature differentiation, on either side of the screening screen and / or between the screening element and the screen, in particular when the above-mentioned assembly is arranged vertically.

Le procédé de l'invention mis en oeuvre avec des capteurs de type ouvert peut être largement utilisé pour des capteurs de grande dimension pour lesquels une structure la plus légère possible est recherchée ainsi qu'une faible inertie dans la transmission de l'énergie captée, notamment dans le cas de capteurs utilisables dans le domaine de la construction en général ou dans le domaine agricole. The method of the invention implemented with open type sensors can be widely used for large sensors for which the lightest possible structure is sought as well as low inertia in the transmission of the energy captured, in particular in the case of sensors usable in the field of construction in general or in the agricultural field.

Le procédé de l'invention mis en oeuvre pour des capteurs ouverts peut en outre comporter comme perfectionnement l'utilisation d'un élément transparent recevant d'abord le rayonne-ment incident avant que celui-ci traverse l'élément tamisant pour atteindre ensuite l'écran. L'élement transparent qui est alors placé à une distance quelconque de l'élément tamisant est constitué par n'importe quel matériau transparent tel que le verre ou des matières synthétiques ayant un indice de transparence élevé pour le rayonnement incident, sous la seule réserve que le materiau utilise supporte les températures d'équilibre du capteur. The method of the invention implemented for open sensors can further include, as an improvement, the use of a transparent element first receiving the incident radiation before it passes through the screening element to then reach the 'screen. The transparent element which is then placed at any distance from the screening element consists of any transparent material such as glass or plastics having a high transparency index for the incident radiation, with the sole proviso that the material used supports the equilibrium temperatures of the sensor.

Le procédé de l'invention peut également être mis en oeuvre de façon que l'élément transparent, l'élément tamisant, et l'écran, soient disposés dans un ensemble fermé opaque au rayonnement devant être captés, sauf en ce qui concerne l'élé- ment transparent, et à travers lequel on fait circuler un fluide caloporteur. L'ensemble précité est de préférence calorifugé, sauf en ce qui concerne l'élément transparent, et le fluide caloporteur circule de préférence entre l'élément tamisant et I'écran. Le fluide caloporteur est en général un gaz ou un mélange de gaz comme l'air. The method of the invention can also be implemented so that the transparent element, the screening element, and the screen are arranged in a closed assembly opaque to radiation to be picked up, except as regards the transparent element, and through which a heat transfer fluid is circulated. The aforementioned assembly is preferably heat-insulated, except as regards the transparent element, and the heat transfer fluid preferably circulates between the screening element and the screen. The heat transfer fluid is generally a gas or a mixture of gases such as air.

Ce type de capteur fermé fonctionnant selon le procédé de l'invention est surtout utilisé comme capteur à très faible inertie destiné à transporter rapidement l'énergie recueillie en son point d'utilisation, notamment dans le domaine du bâtiment et des utilisations domestiques. This type of closed sensor operating according to the method of the invention is above all used as a sensor with very low inertia intended for rapidly transporting the energy collected at its point of use, in particular in the field of building and domestic uses.

Pour faciliter la compréhension de l'invention, on va maintenant décrire de façon détaillée trois modes de réalisation du capteur de l'invention, en se référant au dessin annexé, sur lequel
la fig. 1 est une vue en coupe d'un capteur du type ouvert comprenant un élément tamisant et un écran;
la fig. 2 est une vue en coupe d'un capteur de typeouvert comprenant un élément transparent, un élément tamisant et un écran; et
la fig. 3 est une vue en coupe en perspective éclatée d'un capteur du type fermé selon l'invention.To facilitate understanding of the invention, we will now describe in detail three embodiments of the sensor of the invention, with reference to the accompanying drawing, in which
fig. 1 is a sectional view of an open type sensor comprising a screening element and a screen;
fig. 2 is a sectional view of an open type sensor comprising a transparent element, a screening element and a screen; and
fig. 3 is an exploded perspective sectional view of a closed type sensor according to the invention.

La fig. l montre un capteur du type ouvert selon l'invention, comprenant, fixé sur un châssis l, d'une part un écran 2 fixé sur les rebords inférieurs la du chassis, et d'autre part un élément tamisant 3 fixé sur les rebords lb du châssis, et comportant des orifices 3a. Les côtés du cassis reliant la périphérie de l'élément tamisant et de l'écran précités peuvent être fermés par une paroi solide, en totalité ou en partie. Fig. l shows a sensor of the open type according to the invention, comprising, fixed to a chassis l, on the one hand a screen 2 fixed on the lower edges la of the chassis, and on the other hand a screening element 3 fixed on the edges lb of the chassis, and comprising orifices 3a. The sides of the blackcurrant connecting the periphery of the aforementioned screening element and screen can be closed by a solid wall, in whole or in part.

La fig. 2 montre un capteur du type ouvert, comme sur la fig. 1, mais comprenant en outre un élément transparent 4 fixé sur les rebords supérieurs lc du châssis l qui est prolongé au-dessus de l'élément tamisant 3. Les cotés du châssis reliant la périphérie de l'élément transparent et de l'écran précites peuvent être fermés par une paroi solide, en totalité ou en partie. Fig. 2 shows an open type sensor, as in fig. 1, but further comprising a transparent element 4 fixed on the upper edges lc of the frame l which is extended above the screening element 3. The sides of the frame connecting the periphery of the aforementioned transparent element and screen can be closed by a solid wall, in whole or in part.

La fig. 3 montre un capteur du type fermé selon l'inven tion comprenant d'une part comme dans la fig. 2.le châssis 1, avec les rebords la, lb, lc, l'écran 2, l'fiélement tamisant 3 avec les orifices 3a, l'élément transparent 4, et dans lequel les côtés 5 du châssis comportent des trous 6 entre l'ecran 2 et l'élément tamisant 3, tandis que le côté 7 du châssis reliant les côtes 5 est constitué par une paroi continue dépourvue de trou. La fig. 3 montre d'autre-part le coffrage 8 entourant complétement d'une façon étanche et opaque aux rayonnement solaires l'ensemble formé par le châssis, l'élément transparent, l'élément tamisant et l'écran précités, sauf en ce qui concerne llelement transparent.La figure montre les côtés 9 du coffrage, disposés à une certaine distance en regard des côtés 5 du châssis et formant avec les bords 10 du coffrage appliqués contre les côtés 7 du châssis, le fond 11 du coffrage appliqucontre l'écran 2 et le couvercle 12 du coffrage entourant l'élément transparent 4, deux chambres 13 destinées à la circulation du fluide caloporteur. La chambre 13 communique avec l'extérieur à travers les bords 9 'du coffrage par des ouvertures 14 dans lesquelles sont placées les tubulures 15 terminées à I'extérieur du coffrage. Les ouvertures 14 et les tubulures 15 peuvent également faire communiquer les chambres 13 avec l'extérieur à travers les bords 10 du coffrage. La figure indique par des flèches respectivement l'entrée 16 et la sortie 17 du fluide caloporteur. Fig. 3 shows a closed type sensor according to the invention comprising on the one hand as in FIG. 2.the chassis 1, with the edges 1a, 1b, 1c, the screen 2, the screen element 3 with the orifices 3a, the transparent element 4, and in which the sides 5 of the chassis have holes 6 between the screen 2 and the screening element 3, while the side 7 of the frame connecting the ribs 5 is constituted by a continuous wall devoid of hole. Fig. 3 shows on the other hand the formwork 8 completely surrounding in a sealed manner and opaque to solar radiation the assembly formed by the chassis, the transparent element, the screening element and the screen above, except as regards The transparent element. The figure shows the sides 9 of the formwork, arranged at a certain distance opposite the sides 5 of the frame and forming with the edges 10 of the formwork applied against the sides 7 of the frame, the bottom 11 of the formwork applied against the screen 2 and the cover 12 of the formwork surrounding the transparent element 4, two chambers 13 intended for the circulation of the heat transfer fluid. The chamber 13 communicates with the outside through the edges 9 ′ of the formwork by openings 14 in which are placed the nozzles 15 terminated outside the formwork. The openings 14 and the pipes 15 can also make the chambers 13 communicate with the outside through the edges 10 of the formwork. The figure indicates by arrows respectively the inlet 16 and the outlet 17 of the heat transfer fluid.

La demanderesse a effectué à titre d'exemple des essais montrant l'augmentation du rendement pour un capteur fabriqué selon la fig. 3 et dont on a fait varier l'ouverture de maille de l'élément tamisant, tous les autres paramètres du capteur restant inchangés. The Applicant has carried out, by way of example, tests showing the increase in efficiency for a sensor manufactured according to FIG. 3 and the mesh opening of the screening element has been varied, all the other parameters of the sensor remaining unchanged.

A cet effet, on utilise un capteur selon la fig. 3, dans lequel l'écran 2 est constitué par un réflecteur en aluminium collé contre le fond 11 du capteur, l'élément tamisant étant constitué par une microgrille placée à 15 mm du réflecteur, et l'élément transparent étant constitué par une vitre de 4 mm d'épaisseur placée à 30 mm de la microgrille. La surface de vitre, de la microgrille et du réflecteur en aluminium qui sont superposés et de forme carrée, est de 1 m2. Le coffrage du capteur est isolé de façon habituelle, notamment par de la laine de verre entre des parois de polyester et/ou de bois. For this purpose, a sensor is used according to FIG. 3, in which the screen 2 is constituted by an aluminum reflector glued against the bottom 11 of the sensor, the screening element being constituted by a microgrid placed 15 mm from the reflector, and the transparent element being constituted by a glass 4 mm thick placed 30 mm from the microgrid. The surface of the glass, the microgrid and the aluminum reflector which are superimposed and square in shape, is 1 m2. The formwork of the sensor is insulated in the usual way, in particular by glass wool between polyester and / or wooden walls.

On a effectué des essais successifs en dirigeant un flux de 200 watts en lumière artificielle perpendiculairement à l'élément transparent 4 du capteur, alimenté par un débit d'air de 14 m3 par heure et par mètre carré exposé au flux précité avec de l'air à la température de 180C, étant entendu que l'élément transparent était placé dans une pièce non éclairée, le flux artificiel étant d'abord supprimé, et que le débit d'air étant maintenu comme indiqué ci-dessus, la température d'entrée et de sortie était de 180C. Successive tests were carried out by directing a flow of 200 watts in artificial light perpendicular to the transparent element 4 of the sensor, supplied with an air flow of 14 m3 per hour and per square meter exposed to the aforementioned flow with air at the temperature of 180C, it being understood that the transparent element was placed in an unlit room, the artificial flow being first suppressed, and that the air flow being maintained as indicated above, the temperature of input and output was 180C.

Le capteur étant ainsi ramené avant chaque essai à des conditions de mesure rigoureusement identiques, on a effectué une série d'essais de fonctionnement en plaçant successivement dans le capteur, comme indiqué sur la fig. 3, des microgrilles en un tissu métallique de bronze dont l'ouverture de maille était de plus en plus petite, mais dont la surface métallique s'opposant au passage du rayonnement incident était toujours égale à 30% de la surface totale de la microgrille, de façon que le flux ayant traversé l'élément tamisant soit le même pour chaque essai. The sensor being thus brought back before each test to strictly identical measurement conditions, a series of functional tests was carried out by successively placing in the sensor, as indicated in FIG. 3, microgrids made of a metallic bronze fabric, the mesh opening of which was increasingly small, but whose metallic surface opposing the passage of the incident radiation was always equal to 30% of the total surface of the microgrid, so that the flow through the screening element is the same for each test.

Le rendement a été déterminé dans chaque essai lorsque le capteur a atteint sa température d'équilibre, c'est-à-dire lorsque sa température de sortie de l'air restait constante. The efficiency was determined in each test when the sensor reached its equilibrium temperature, that is to say when its air outlet temperature remained constant.

Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau ci-après
Dimension de la maille de la Rendement moyen exprimé en % pai microgrille en mm rapport à 11 énergie totale
reçue pendant un laps de
temps de 4 heures.The results obtained are shown in the table below
Mesh size of the Average efficiency expressed in% by microgrid in mm compared to 11 total energy
received during a period of
4 hour time.

0,46 17 0,35 20 0,28 25 0,15 35 0,10 43
L'augmentation du rendement en fonction de la finesse de la maille montre de façon très nette que le capteur de l'invention piège effectivement l'énergie du rayonnement entre l'élément tamisant et l'écran. Le rendement dans les mêmes conditions mais en l'absence de microgrille est nettement plus faible. 0.46 17 0.35 20 0.28 25 0.15 35 0.10 43
The increase in yield as a function of the fineness of the mesh clearly shows that the sensor of the invention effectively traps the energy of the radiation between the screening element and the screen. The yield under the same conditions but in the absence of microgrid is clearly lower.

Des essais similaires effectués avec des microgrilles en d'autres nateriaux, notamment des fibres synthétiques ont donné des résultats tout à fait comparables avec ceux obtenus ci-dessus. Le remplacement des microgrilles par des éléments filtrants en des materiaux "non-tisses" a donné également desrésultats analogues. On a choisi à cet effet des non-tissés dont les orifices laissant passer le rayonnement incident entraient dans une gamme de dimensions correspondant aux gammes d'ouverture de mailles utilisables pour les microgrilles, le dimension moyenne de ces orifices ayant été déterminée par des procédés optiques ou photographiques habituels. Similar tests carried out with microgrids in other materials, in particular synthetic fibers, gave results quite comparable with those obtained above. The replacement of the microgrids by filter elements in "non-woven" materials has also given similar results. For this purpose, nonwovens have been chosen whose orifices allowing the incident radiation to pass fall within a range of dimensions corresponding to the ranges of aperture of meshes usable for microgrids, the average dimension of these orifices having been determined by optical methods or usual photographers.

On a également vérifié avec le capteur de la fig. 3, que l'utilisation d'une microgrille dont la surface en regard du réflecteur avait été traitée pour la rendre réfléchissante par application d'une peinture métallique aluminisée, permettait encore de diminuer l'inertie du capteur; le temps de réponse pour atteindre la température d'équilibre est très faible dans ces conditions, c'est-à-dire de l'ordre de quelques minutes. We also checked with the sensor in fig. 3, that the use of a microgrid whose surface facing the reflector had been treated to make it reflective by applying an aluminized metallic paint, further reduced the inertia of the sensor; the response time to reach equilibrium temperature is very low under these conditions, that is to say of the order of a few minutes.

Le capteur de l'invention peut donc être utilisé non seulement pour sa fonction de captation, mais également pour obtenir un isolement thermique efficace. Dans ce dernier cas, en particulier pour les capteurs de type ouvert, il peut être avantageux d'utiliser un élément tamisant dont la surface du matériau constituant les mailles en regard du rayonnement incident se comporte comme un réflecteur du rayonnement, la surface précitée pouvant être notamment recouverte d'une peinture réfléchissante. The sensor of the invention can therefore be used not only for its capturing function, but also to obtain effective thermal insulation. In the latter case, in particular for open type sensors, it may be advantageous to use a screening element whose surface of the material constituting the meshes facing the incident radiation behaves like a radiation reflector, the aforementioned surface being able to be especially covered with a reflective paint.

Le procédé de captation et le capteur de l'invention sont particulièrement appropriés à la captation de l'énergie du rayonnement solaire et à son utilisation notamment dans le domaine du bâtiment, mais ils conviennent également à la captation de l'énergie de tout autre rayonnement. The capture method and the sensor of the invention are particularly suitable for capturing the energy of solar radiation and for using it, in particular in the building sector, but they are also suitable for capturing the energy of any other radiation. .

Claims

1. A method of capturing the energy of radiation, in particular solar radiation, characterized in that the incident solar radiation is received on a screening element (3) comprising orifices (3a) of sufficient size to let this radiation pass, and that oz then receives the aforementioned radiation on a screen (2), the image of Ime.nsio-n- 'of the aforementioned orifices and the distance between the sieving element and the aforementioned screen being such that the fraction of the radiation reflected by the aforementioned screen undergoes successive reflections between the sieving element and the aforementioned screen, giving up its energy to the surrounding medium.

2. Method according to claim 1, characterized in that the incident radiation is first received on a transparent element (4) to the aforementioned radiation which then passes through the aforementioned screening element (3) before reaching the screen (2) cited above.

3. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the aforementioned radiation is passed through a heat transfer fluid located between the screen (2) and the screening element (3) above, or between the screen (2) and the transparent element (4) above.

4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transparent element (4), the screening element (3) and the screen (2) mentioned above being arranged in a closed assembly opaque to radiation above except for the transparent element (4), the heat transfer fluid is circulated through the aforementioned assembly, using openings for this purpose.

5. Method according to one of claims 3 and 4, characterized in that the heat transfer fluid is circulated between the screening element (4) and the screen (2).

6. Method according to one of claims 3 to 5, because & terized by the fact that a sieve element (4) is used a microgrid or a non-woven material.

7. Method according to one of claims 3 to 6, characterized in that a heat receiver or an imperfect reflector is used as the screen (2).

8. Method according to one of claims 3 to 7, characterized in that a gas or a liquid is used as the heat transfer fluid.

9. Method according to claim 8, characterized in that air is used as the heat transfer fluid.

10. Method according to claim 8, characterized in that water is used as the heat transfer fluid.

11. solar energy collector operating according to the method of one of claims 1 and 3 to 10, characterized in that it comprises, fixed facing one another on a frame (1) uq sieving element (3 ) comprising orifices (3a) having a dimension equal to or less than o; 6o mm, and on the other hand a screen (2) placed at a distance from the screening element (3) of at least 100 to 300 times the dimension of the orifices (3a), the sides of the frame (1) connecting the periphery of the screening element (3) and of the screen (2) can be closed in whole or in part by a solid wall.

12. Sensor according to one of claims 2 to 11, characterized in that it comprises in addition a transparent element (4) fixed on the casings (1), above the screening element (3), the sides of the frame (1) between the periphery of the transparent element (3) and the screen (2) can be closed in whole or in part by a solid wall.

13. Solar energy collector comprising a transparent element and a screen forming a sealed thermally insulated assembly by a completely closed formwork, opaque to solar radiation except as regards the transparent element, and comprising at least one inlet opening and at least one outlet opening for a heat transfer fluid; this sensor being characterized by the fact that i comprises successively fixed to a frame (1) surrounded by a formwork (8);

- a transparent element (4) with incident radiation;

- a screening element (3) having orifices (3a) having a dimension equal to or less than 0.60 mm;

- And a screen placed at a distance from the screening element (3) of at least 100 to 300 times the dimension of the orifices (3a); the sides of the frame (1) between the periphery of the transparent element (4) and the periphery of the screen (2) being formed wholly or in part by a solid wall.

14. Sensor according to claim 13, characterized in that it comprises at opposite locations, two chambers formed between the walls (9) of the formwork (8) and the sides (5) of the frame (1), holes ( 6) making the chambers (13) communicate with the space formed between the screening element (3) and the screen (2), and openings (14) making the chambers (13) communicate with the outside through the walls (9) of the formwork (8), the openings (14) being terminated by pipes (15) outside the formwork.

15. Sensor according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the orifices (3a) of the screening element (3) occupy at least 70% of its total surface.

16. Sensor according to one of claims 11 to 15, characterized in that the orifices (3a) of the screening element (3) have a dimensions of 0.10 to 0.46 mm.

17. Sensor according to claim 16, characterized in that the screening element (3) is a microgrid or a non-woven material.

18. Sensor according to one of claims 11 to 17, characterized in that the screen (2) is a heat receiver or an imperfect reflector.

19. Sensor according to claim 18, characterized in that the receiver is a plate of black color or the ground.

20. Sensor according to one of claims 11 to 19, characterized in that the surface of the material of the screening element (3) opposite the transparent element (4) is black in color.

21. Sensor according to one of claims 11 to 20, characterized in that the surface of the material of the screening element (3) facing the screen (2) constitutes a reflector-imperfect.

22. Sensor according to one of claims 11 to 21, characterized in that the transparent element (4) the screening element (3) and the screen (2) have a flat surface.

23. Sensor according to one of claims 13 to 22, characterized in that the space between the screening element (3) and the screen 12) is occupied by a heat transfer liquid capable of circulating through the pipes ( 15), the communication openings (14), the chambers (13) and the holes (6).

24. Sensor according to one of claims 11 to 23, characterized in that the surface of the screening element facing the incident radiation is a reflector.