FR2935172A1

FR2935172A1 - Module de recuperation thermique du rayonnement solaire integre au bati

Info

Publication number: FR2935172A1
Application number: FR0804659A
Authority: FR
Inventors: Frederic Paul Francois Marcais
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-21
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2010-02-26
Anticipated expiration: 2028-08-21
Also published as: FR2935172B1

Abstract

L'invention concerne des modules permettant de récupérer les apports thermiques du rayonnement solaire sur une toiture. Chaque module est constitué par un élément d'apparence traditionnel qui présente un bourrelet (1) ouvert sur un orifice (2) permettant le passage d'un conduit (3). Le conduit est maintenu par des bosselages (4) et une pièce de maintien (9) solidaire de la charpente. Le module emboité reste en contact étroit avec le conduit : il lui cède par conduction thermique ses calories. A l'intérieur du conduit, le fluide caloporteur transmet ses calories au même titre qu'un panneau solaire habituel vers l'utilisation. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la réalisation de couverture d'immeubles dans le cadre de la réalisation d'économie d'énergie.

Description

-1- La présente invention concerne la récupération thermique du rayonnement solaire par une série de modules de couverture de conception nouvelle. La récupération thermique du rayonnement solaire est habituellement assurée par des panneaux solaires thermiques, qui convertissent le rayonnement solaire en chaleur, récupérée, puis utilisée sous forme d'eau chaude. Les panneaux sont habituellement plats, d'une surface approchant plus ou moins le m2 pour faciliter et optimiser leur pose.

Les panneaux solaires sont les composants de base de la plupart des équipements de production d'énergie solaire. Ils sont généralement disposés au dessus de la couverture du bâtiment. Ces panneaux présentent un certain nombre d'inconvénients. Ils ne permettent de couvrir qu'une surface limitée de la couverture. Ils nécessitent la réalisation d'un ouvrage spécifique afin de les fixer sur la toiture. Ces capteurs alourdissent la couverture par la présence d'un châssis métallique généralement vitré. Ces capteurs par leur conception occasionnent un surcoût important pour la récupération thermique. De plus ils présentent une esthétique incompatible avec la préservation du patrimoine architectural. Ces capteurs peuvent être proscrits à proximité d'un bâtiment inscrit ou classé aux monuments historiques. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il consiste à la réalisation d'une toiture d'apparence traditionnelle qui pourvoit à la fonction de récupération thermique du rayonnement solaire. Ce système permet de profiter de l'effet de serre naturel présent en sous face de couverture et qui peut être amplifié selon un mode particulier de réalisation par la présence d'une isolation et de film de protection fixé sur la charpente. La couverture est réalisée avec une série de modules de conception nouvelle qui permettent la récupération thermique par conduction de la chaleur amenée par le rayonnement solaire.

Ces modules selon un mode particulier de réalisation ont l'apparence vu de l'extérieur d'une tuile traditionnelle. Le terme de tuile peut aussi être utilisé en référence à cette apparence externe. De plus, le matériau constitutif peut être semblable à celui d'une tuile.40 -2- Les modules reçoivent le rayonnement solaire. Ils comportent un bourrelet qui permet de transmettre la chaleur présente en leur sein par conduction thermique. Une ouverture du bourrelet assure le passage d'une canalisation ou circule un fluide caloporteur destiné au transit thermique de la chaleur présente au sein de la couverture vers un dispositif de récupération thermique. Cette ouverture comporte selon un mode particulier de réalisation, des bosselages hémisphériques qui permettent de maintenir la canalisation 10 en contact plus étroit avec le module. Ce bosselage permet d'implanter la canalisation dans le module sans blocage du tube lors de sa mise en oeuvre. Lors de la mise en oeuvre, la pression exercée manuellement permet de vaincre les résistances liées à la friction du tube sur le les 15 bosselages. Ces bosselages selon un mode particulier de réalisation sont semihémisphériques. Ils assurent en outre une fixation accessoire des modules sur la charpente. 20 Selon un mode particulier de réalisation, la canalisation peut se présenter sous forme d'un conduit semi-rigide en matériaux synthétiques de type polyéthylène réticulé PER . Le fluide caloporteur présent dans le réseau est mis en circulation et permet d'alimenter par exemple un échangeur pour la production d'eau 25 chaude de type chauffe eau solaire individuel (CESI) ou un plancher chauffant, voir un système solaire combiné (SSC), une pompe à chaleur etc. Selon des modes particuliers de l'invention, le bourrelet avec un angle perpendiculaire permettra la fixation du module sur les liteaux de 30 bois. Il remplace alors les nez ou tenons utilisés habituellement pour la fixation. Le dispositif de récupération thermique est alors positionné en partie haute, en tête du module. Ainsi positionné, ce bourrelet peut permettre le pannetonnage 35 (fixation par clou du module sur la charpente). Il est nécessaire pour fixer le module, de prévoir un orifice extérieur au positionnement du réseau, sur le bourrelet pour guider le clou ou fixer la tige afin d'éviter tout risque d'obturation ou de percement du réseau. 40 -3- Selon un mode particulier de réalisation, chaque module peut comporter plusieurs récupérateurs. Par exemple un en partie haute et d'autres positionné dans l'intervalle situé entre le liteau et la tuile située en dessous. Et cela dans la limite de l'espace disponible.

Selon des modes particuliers de l'invention les tuiles à emboitures simple ou double, voire plus, peuvent permettre l'usage de cette récupération, en excluant en sous face de celle-ci la partie nécessaire à l'emboiture longitudinale. Les rives de toitures et limites d'ouvrages : faitage, rives, noues, égouts, arêtiers, lucarnes, peuvent être réalisées de manière traditionnelle afin de permettre le passage du réseau sans obstacle. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente la coupe du dispositif de récupération située en sous face de la tuile.

La figure lb présente la mise en place du module par emboitement sur la charpente. La figure 2 représente une variante du dispositif de récupération. La figure 3 présente le principe de récupération associé aux modules de récupération thermique.

La figure 4 présente une vue cavalière du module qui illustre le positionnement du réseau permettant la récupération thermique à partir du dispositif. En référence de ces dessins, le dispositif consiste en un module (5) qui comporte une excroissance ou bourrelet (1). Situé sous la face du module cette excroissance présente un orifice en forme de demi-cylindre (2) qui permet le passage d'un conduit (3) par lequel transite un fluide caloporteur. Le conduit est appuyé sur le dispositif de récupération par emboitement (figure lb) et reste solidaire du dispositif selon un mode particulier de l'invention par friction des bosselages (4) et par le maintien en contact par une pièce (9) qui peut être réalisée en bois ou dans un matériau quelconque de préférence isolant. Le tube (3) est maintenu en contact avec le matériau constitutif du module (5) qui lui cède sa chaleur.

Selon un mode particulier de l'invention cette excroissance (1) appelée bourrelet peut être positionnée en partie haute de la tuile et assurer la fixation de la tuile sur la charpente. Le bourrelet (1) s'appuie alors sur le liteau (7).40 -4- Une fixation complémentaire peut se faire également par le passage via un orifice (8) de clou ou de tige fixé sur la charpente. Cette fixation sur la charpente est assurée sur l'illustration et à titre non limitatif par l'intermédiaire des liteaux de bois (7).

Une pièce (9) permet le positionnement et le maintien du conduit lors de la pose. Cette pièce peut être fixée à la manière d'un liteau pour se placer en face du bourrelet (1) lors de la mise en place du module(5). Selon un mode particulier de l'invention non représenté le liteau (7) peut également être solidaire avec la pièce (9), voir monobloc. En complément, un film de protection (12) et un matériau isolant (10) permet d'accentuer l'effet de serre présent en sous face du module. Les excroissances (1) se situent en tête du module sur la figure 1. La figure 2 montre en variante un positionnement différent des bourrelets (1) sur les modules (5). Les bourrelets se situent dans l'intervalle indiqué entre les liteaux de fixation (7) et les tenons des modules situés en dessous. Cet intervalle est indiqué par la cote a. La figure 3 présente une vue d'ensemble des modules sur une portion 20 de couverture. L'implantation du réseau reprend la disposition de la récupération thermique des modules de la figure 1. Le fluide caloporteur est mis en circulation en provenance du dispositif utilisateur (13) et se charge thermiquement des apports 25 procurés par le rayonnement solaire (15). Le fluide réchauffé (14) repart vers le dispositif utilisateur. La figure 4 représente une vue cavalière d'un module de récupération (5). Deux bourrelets sont présents. L'un en tête comme sur la figure 1, 30 l'autre décalé vers le centre du module comme sur la figure 2. Un tube est représenté sur le bourrelet central pour visualiser son positionnement sur l'orifice (2). Les bourrelets (4) placés en quinconce permettent de maintenir le conduit (3) en position et en contact étroit avec le matériau du module (5).

35 Le rayonnement issu du soleil (15) peut alors par conduction transmettre sa chaleur au contenu du conduit (3) (cette vue ne présente pas les éléments de la charpente). Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la réalisation de couverture d'immeubles dans le cadre de la réalisation 40 d'économie d'énergie.

Claims

REVENDICATIONS1) Dispositif permettant la récupération thermique du rayonnement solaire par des modules de conception nouvelle caractérisé par la présence en sous face d'une excroissance ou bourrelet (1) ouvert en son sein (2) et qui permet le passage d'une canalisation (3) dans laquelle circule un fluide caloporteur.
2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un profil qui permet le positionnement d'un conduit par emboitement et le maintien en contact par des bosselages (4).
3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 10 caractérisé par un profil qui permet la conduction thermique par friction du matériau constitutif de la tuile vers le tube.
4) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par un bourrelet de serrage (4) visant à maintenir une pression d'appuis dans l'orifice (2) du module (5) par le conduit (3). 15
5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par un profil permettant le maintien en contact de la canalisation sur le module par réduction du diamètre de l'orifice (2).
6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par un bourrelet (1) permettant la fixation des modules sur 20 la charpente (7).
7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par une pièce (9) permettant le maintien en pression du conduit (3) sur les parois de l'orifice (2) du module (5).