FR2935786A1

FR2935786A1 - Capteur solaire thermique

Info

Publication number: FR2935786A1
Application number: FR0856074A
Authority: FR
Inventors: Francis Jarrier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-12
Anticipated expiration: 2028-09-10
Also published as: FR2935786B1

Abstract

Capteur solaire thermique constitué d'un corps ayant sensiblement la forme d'un prisme polygonal, de préférence trigonal, dont une face est soit ouverte, soit fermée, par un moyen permettant le passage des rayons solaires et dont deux côtés, formant les parois du capteur (1), sont sensiblement égaux, et comportant un absorbeur (2) disposé dans le dièdre formé par lesdites parois (3) et (4), réalisé en matériau conducteur thermique, caractérisé en ce que les parois (3) et (4) du corps du capteur (1) sont réalisées dans un matériau conducteur thermique. L'absorbeur (2) est une plaque réalisée en matériau conducteur thermique, soit pleine, soit formant une cavité où peut circuler un fluide ou un gaz.

Description

CAPTEUR SOLAIRE THERMIQUE

La présente invention se rapporte à la conversion des rayons du soleil en énergie thermique.

Plus précisément, l'invention porte sur un capteur thermique solaire et, plus particulièrement, sur un capteur solaire thermique concentrant la chaleur par un moyen de conversion des rayons du soleil en énergie io thermique, dit absorbeur.

Des capteurs solaires thermiques comportant un absorbeur, dont le corps a sensiblement la forme d'un prisme trigonal ouvert sur un de ses côtés et ayant ses deux autres côtés sensiblement égaux, sont connus dans l'art 15 antérieur.

Ainsi, le brevet n° FR2489941 et son addition n° FR254616, déposés par le demandeur, décrivent un capteur solaire thermique dont le corps a sensiblement la forme d'un prisme trigonal ouvert sur un de ses côtés et 20 ayant ses deux autres côtés égaux et comportant un absorbeur constitué d'un conteneur plat de forme sensiblement rectangulaire positionné dans l'axe de la bissectrice de l'angle formé par les deux côtés égaux du prisme. Le conteneur, réalisé dans un matériau très bon conducteur thermique permet la circulation, à l'intérieur, d'un liquide. Les parois du 25 corps du capteur sont faites d'un matériau très bon isolant thermique.

De même, le brevet n° EP0099663 divulgue un capteur solaire thermique où l'absorbeur est un conteneur permettant la circulation de liquide comportant en son centre une plaque de métal, de préférence du cuivre.

Les parois du corps du capteur sont également faites d'un matériau très bon isolant thermique.

Le fait que les différents éléments des capteurs solaires thermiques de l'art antérieur soit faits dans des matériaux aux propriétés physiques très différentes rend leur fabrication complexe et coûteuse. Ces capteurs comportent des parois dans un matériau très bon isolant thermique ayant pour objectif de limiter les fuites thermiques à l'extérieur de l'enceinte formée par le capteur. Cependant, à l'intérieur de ladite enceinte, io l'isolation thermique engendre la formation de cellules convectives entraînant la diminution du rendement de conversion des rayons solaires en énergie thermique.

La présente invention propose un capteur solaire thermique permettant de 15 réguler la formation des cellules convectives d'énergie thermique et la température à l'intérieur de l'enceinte formée par ledit capteur, une méthode de fabrication simple dudit capteur et un moyen d'améliorer considérablement le rendement de conversion en énergie thermique.

20 Ledit capteur et ses méthodes de réalisation, objets de l'invention, remédient ainsi aux inconvénients des capteurs thermiques solaires de l'art antérieur notamment en ce qui concerne la surchauffe du matériel, la simplification de fabrication et le rendement de conversion.

25 A cette fin, selon l'invention, le capteur solaire thermique constitué d'un corps ayant sensiblement la forme d'un prisme polygonal, de préférence trigonal, dont une face est soit ouverte, soit fermée, par un moyen permettant le passage des rayons solaires et dont deux côtés, formant les parois du capteur, sont sensiblement égaux, et comportant un absorbeur disposé dans le dièdre formé par lesdites parois, réalisé en matériau conducteur thermique, est caractérisé en ce que les parois du corps du capteur sont réalisées dans un matériau conducteur thermique.

Selon une autre caractéristique importante de l'invention, l'absorbeur est une plaque réalisée en matériau conducteur thermique, soit pleine, soit formant une cavité où peut circuler un fluide ou un gaz.

Ainsi, la conductivité thermique du ou des matériaux constituant le corps io du capteur et l'absorbeur est supérieure à 0,065 watts par mètre-Kelvin, de préférence supérieure ou égale à 1 watt par mètre-Kelvin, de manière encore plus préférée supérieure ou égale à 50 watts par mètre-Kelvin à température ambiante.

15 Avantageusement, le matériau conducteur thermique constituant le corps du capteur et l'absorbeur est métallique.

Selon un mode préféré, l'absorbeur a deux faces, de forme sensiblement rectangulaire, et le plan médian de l'absorbeur passe par l'arrête formée 20 par le dièdre ouvert constitué par les parois dudit capteur.

Favorablement, l'absorbeur est traité sur au moins une de ses faces pour présenter des propriétés d'absorption thermique. En variante, au moins une cellule photovoltaïque est disposée sur une 25 des faces de l'absorbeur.

Selon une forme de réalisation avantageuse, au moins un bord longitudinal de l'absorbeur est replié.

Plus précisément, le ou les bords longitudinaux de l'absorbeur sont repliés pour former un ourlet de forme sensiblement cylindrique et d'un diamètre permettant de loger un tube à circulation de fluide ou de gaz.

De manière alternative, l'absorbeur est formé par des tubes, de préférence à circulation de fluide ou de gaz, déposés côte à côte selon un plan de manière à former une plaque sensiblement rectangulaire.

Avantageusement, les faces internes des parois du corps du capteur sont io doublées de couches ou plaques amovibles en matériau réfléchissant les rayons solaires.

De plus, alternativement, ledit capteur comporte un film thermo-rétractable entourant l'absorbeur, tendu sur les bords extrêmes longitudinaux dudit 15 absorbeur.

En outre, le corps dudit capteur est prolongé sur sa longueur, à partir de l'une des extrémités longitudinales distales de ses parois, par rapport au fond dudit capteur, par une conduite ouverte formant une gouttière 20 longitudinale, de section de forme adaptée à la forme du support du capteur, destinée à recevoir les eaux de pluie, de sorte que ledit capteur puisse être positionné sur le bord d'un toit, d'un balcon ou d'une fenêtre.

Dans un autre mode de réalisation, les deux espaces délimités 25 respectivement par les parois dudit capteur et les faces dudit absorbeur, ayant sensiblement la forme de prismes trigonaux, sont remplis par des prismes de même forme dans un matériau transparent soit pleins, soit remplis d'un liquide ou d'un gel transparent.

L'invention concerne également une méthode de réalisation dudit capteur à partir d'une plaque en matériau conducteur de chaleur de forme sensiblement rectangulaire, caractérisée en ce qu'elle comporte les étapes suivantes : (i) traitement de la face supérieure de ladite plaque de sorte qu'elle soit délimitée par trois zones, une zone centrale présentant des propriétés d'absorption thermique et deux zones extrêmes présentant, de manière optionnelle, des propriétés réfléchissantes, (ii) pliage en quatre de ladite plaque de sorte que sa section transversale présente une forme de W, le dièdre central dudit W correspondant à ladite zone io centrale, (ii) plaquage des deux côtés dudit dièdre l'un contre l'autre pour former l'absorbeur.

L'invention concerne en outre une méthode de réalisation de l'absorbeur dudit capteur, caractérisée en ce qu'elle comporte les étapes suivantes : 15 (i) fabrication de plusieurs plaques de forme sensiblement rectangulaire dans un matériau conducteur thermique dont au moins un bord longitudinal est replié pour former un ourlet, emboitable sur un ourlet d'une deuxième plaque; (ii) montage de l'absorbeur dudit capteur en emboitant lesdites plaques entre elles par lesdits ourlets, de manière à 20 adapter les dimensions dudit absorbeur pour une efficacité optimale dudit capteur.

L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit, montrant des exemples non limitatifs de formes de réalisation du dispositif 25 de l'invention, et se rapportant aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective de l'ensemble du capteur thermique solaire selon un premier mode de réalisation, - la figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble du capteur thermique solaire selon un deuxième mode de réalisation, - la figure 3A est une vue en perspective de l'ensemble du capteur thermique solaire selon un troisième mode de réalisation, - la figure 3B est une vue en perspective de l'ensemble du capteur thermique solaire selon un quatrième mode de réalisation. io - la figure 4A est une vue en coupe transversale de la plaque constituant le capteur thermique solaire avant pliage selon un cinquième mode de réalisation, - les figures 4B et 4C représentent la plaque constituant le capteur en coupe transversale selon deux étapes de pliage 15 de la plaque dans le cinquième mode de réalisation, - la figure 4D représente une vue en coupe transversale du capteur réalisé selon le cinquième mode de réalisation, - la figure 4E représente une vue en perspective du capteur réalisé selon le cinquième mode de réalisation, 20 - la figure 4F est une vue en coupe transversale de la plaque constituant le capteur thermique solaire avant pliage selon un sixième mode de réalisation. - La figure 4G est une vue en perspective du capteur réalisé selon le sixième mode de réalisation, 25 - la figure 5A est une vue en coupe transversale d'un absorbeur composé de plusieurs plaques selon un septième mode de réalisation, 5 i0 - la figure 5B est une vue en perspective d'un capteur thermique solaire réalisé selon le septième mode de réalisation, - la figure 6A est une vue en coupe transversale d'un capteur thermique solaire associé à une gouttière en situation sur un support selon un huitième mode de réalisation,

- la figure 6B est une vue en coupe transversale d'un capteur thermique solaire associé à une gouttière en situation sur un support selon un neuvième mode de réalisation,

- la figure 7 est une vue d'une section transversale d'un capteur solaire thermique selon un dixième mode de réalisation, 15 - la figure 8 est une vue en perspective d'un capteur solaire thermique selon un onzième mode de réalisation.

Sur la figure 1, est représenté un capteur thermique solaire 1 selon un premier mode de réalisation. Le corps dudit capteur 1 a sensiblement la 20 forme d'un prisme trigonal dont deux côtés forment les parois 3 et 4, de forme sensiblement rectangulaire, du capteur 1. Le troisième côté est soit une ouverture soit est réalisé en matériau laissant passer la totalité des rayons solaires, tel qu'une plaque de verre ou un film plastique transparent (non représentés). 25 Le capteur comporte un absorbeur 2 de forme sensiblement plane et rectangulaire. Le plan médian de l'absorbeur 2 passe par l'arrête formée par le dièdre ouvert constitué par les parois 3 et 4. Il est de préférence, mais de manière non limitative, situé sur l'axe de la bissectrice de ladite arrête, d'un angle préférentiel de 90°. L'absorbeur 2 a deux faces 5 et 6 aptes à absorber l'énergie thermique des rayons du soleil.

De manière optionnelle, le corps du capteur 1 comporte au moins une, de préférence deux, parois latérales transversales 7 et 8 de forme sensiblement en triangle rectangle délimitant transversalement le capteur 1 Les parois 3 et 4 sont réalisées dans un matériau conducteur thermique, de préférence, très bon conducteur thermique. De préférence, les parois 3 et 4 sont métalliques, notamment en acier inoxydable ou en aluminium. Les propriétés réfléchissantes de l'acier inoxydable ou l'aluminium, proches de celles d'un miroir, permettent le renvoi dans leur quasi-totalité des rayons solaires frappant la face interne des parois 3 et 4 vers les faces 5 et 6 de l'absorbeur 2.

On entend par matériau isolant thermique un matériau ayant une conductivité thermique inférieure à 0,065 watts par mètre-Kelvin à température ambiante. De préférence un matériau conducteur thermique a une conductivité supérieure à 1 watt par mètre-Kelvin. Le matériau conducteur thermique utilisé pour les parois 3 et 4 sera également choisi pour sa faible émissivité. L'acier inoxydable et l'aluminium, matériaux très bon conducteurs thermiques préférés pour réaliser le corps du capteur 1, ont une conductivité thermique respective de 52 watts et 230 watts par mètre- Kelvin à température ambiante.

Le sommet du dièdre formé par les parois 3 et 4 du corps du capteur peut être coupé pour former un fond plat.

L'absorbeur 2 peut être un conteneur (non représenté), aux parois en matériau transparent, ne conduisant pas la chaleur, enfermant un liquide ou un gaz pouvant circuler dans des alvéoles longitudinales séparées par une paroi transparente également. Ledit liquide ou gaz est opaque au rayonnement infrarouge.

L'absorbeur 2 est de préférence une plaque pleine en matériau conducteur thermique, ladite plaque transférant l'énergie solaire convertie en chaleur vers un dispositif externe au capteur connu de l'homme de l'art io (non représenté). L'absorption thermique a lieu sur les deux faces de ladite plaque de l'absorbeur 2. Ladite plaque est de préférence en matériau métallique, très bon conducteur thermique, de manière encore plus préférée dans le même 15 matériau que les parois 3 et 4. Avantageusement, l'absorbeur 2 peut être constitué d'au moins une feuille métallique, notamment en acier inoxydable ou en aluminium.

Pour optimiser utilement les mouvements convectifs thermiques entre les 20 parois 3 et 4 du capteur 1 et les faces 5 et 6 de l'absorbeur 2, de forme sensiblement rectangulaire, et afin de réguler automatiquement la température interne et augmenter le rendement de conversion de l'énergie solaire en énergie thermique, la largeur des faces 5 et 6 de l'absorbeur 2 est comprise entre 10 et 20 centimètres, à titre d'exemple de 14 25 centimètres pour un capteur solaire thermique situé sur le bord d'un toit de maison standard et associé à une gouttière.

Les moyens de chauffage associés au capteur 1 (non représentés) sont de deux types. 2935786 i0 Soit, l'absorbeur 2, dont la température s'élève au fur et à mesure qu'il absorbe l'énergie des rayons solaires dirigés par les parois du capteur 1, est directement le moyen de chauffage. L'élévation de température est transmise par exemple à un fluide qui circule du capteur 1 vers des 5 moyens d'accumulation des calories indépendants du capteur 1. Soit une pompe à chaleur, de type connu en soi, associée à l'absorbeur 2, récupère l'énergie thermique produite par l'absorbeur 2 au fur et à mesure qu'elle est créée à partir de l'énergie solaire reçue. La température des faces (5) et (6) de l'absorbeur 2 est alors régulée et ne s'élève pas.

Dans une variante du capteur 1, au moins une cellule photovoltaïque (non représentée) peut être disposée sur l'une des faces (5) ou (6) de l'absorbeur 2 associé à une pompe à chaleur. Ainsi, par un effet domino, 15 la température externe de la cellule photovoltaïque est réguléé par l'absorbeur 2, lui-même ayant la température de ses faces (5) et (6) régulée par la pompe à chaleur. Cette disposition présente l'avantage de permettre d'optimiser le rendement de conversion de l'énergie solaire d'une cellule photovoltaïque 20 qui est fortement dépendant de la température d'échauffement de ladite cellule en fonctionnement.

Selon le mode de réalisation illustré par la figure 2, l'absorbeur 2, sous forme de plaque en matériau conducteur thermique pleine, est recouvert 25 d'une couche 9 en matériau absorbant l'énergie thermique des rayons du soleil. Les parois 3 et 4 du capteur comportent une couche de matériau réfléchissant formant des plaques 10 et 11 amovibles. Il peut s'agir de miroirs ou tout autre plaque, présentant des propriétés réfléchissantes Il intrinsèques ou induites, collés, clipsés ou emboités sur la face interne des parois 3 et 4.

Dans un autre mode de réalisation, la figure 3A illustre un capteur 1 comportant un absorbeur 2, de préférence sous forme d'une plaque de métal plane, présentant un repli courbe en forme d'ourlet 12 du bord supérieur longitudinal dudit absorbeur 2.

La figure 3B, selon un autre mode de réalisation, illustre un capteur 1 io présentant deux ourlets 12 et 13 aux bords longitudinaux de l'absorbeur 2.

On entend par ourlet un repli d'un bord longitudinal de l'absorbeur 2 sur une des faces 5 ou 6. Dans un mode de réalisation préféré, ce repli a, 15 sensiblement la forme d'un cercle quasiment fermé.

L'ourlet 12 ou 13 préféré a un diamètre permettant le passage d'un tube traversant (non représenté) de préférence un tube à circulation de fluide ou de gaz, de type connu dans le domaine de la conversion de l'énergie 20 solaire (non représenté), utilisé pour transférer l'énergie thermique de sa surface à un collecteur. Ledit tube est ainsi logé sans soudure dans le capteur 1. Le fait que le tube soit en contact avec l'ourlet 12 ou 13 en matériau conducteur thermique, recouvert lui-même d'une couche 9 en matériau absorbant, augmente la surface de transmission de l'énergie 25 thermique dans ledit tube.

De préférence, dans ce mode de réalisation, l'absorbeur 2 présente deux ourlets 12 et 13, chacun à chaque bord longitudinal et logeant ledit tube. Dans cette disposition, lesdits tubes ont un rendement calorifique maximal, notamment de l'ordre de 65 pour cent ou plus pour un débit de transfert de l'énergie thermique accumulée dans le tube par minute.

Les ourlets de bordure 12 et 13 renforcent le transfert de chaleur aux dits tubes. Ce mode de réalisation permet une capture et une conversion en énergie thermique homogène quelle que soit l'intensité lumineuse extérieure. Ainsi la conversion en énergie thermique est constante quelle que soit l'heure en journée et par temps pluvieux.

Les figures 4A à 4E illustrent une méthode de réalisation préférée du capteur 1 selon l'invention.

La figure 4A représente une plaque 14 en matériau conducteur thermique, de préférence en métal, de manière encore plus préférée en acier inoxydable ou en aluminium. Cette plaque est traitée sur sa face supérieure sur sa zone centrale pour présenter une couche 9 d'absorbant. Ladite zone centrale délimite les deux faces 5 et 6 de l'absorbeur 2, recouvertes d'une couche 9 en matériau absorbant l'énergie thermique solaire, après un pliage, selon ce mode de réalisation.

Les figures 4B et 4C représentent les étapes de pliage en quatre, pour l'obtention de trois plis, de ladite plaque 14 jusqu'à ce que sa section transversale ait une forme de W. Le pliage s'effectue selon des méthodes connues de l'homme de l'art, par exemple par pliage après avoir créé les lignes de plis à suivre.

La figure 4D représente le capteur 1 en section transversale et en perspective réalisé selon la méthode de pliage, objet de l'invention. Ladite zone centrale de la plaque 14 a été pliée en deux pour former la partie centrale dudit W, les deux parties de part et d'autre du pliage de ladite zone centrale ont été accolées entre elles avec ou sans soudure. Elles forment alors l'absorbeur 2.

Lorsque ladite plaque 14 est en acier inoxydable grand brillant ou en métal poli façon aluminium, le capteur 1 ne nécessite pas de couche réfléchissante sur les parois internes du corps du capteur, ledit acier ou métal ayant des propriétés réfléchissantes équivalentes à celles d'un miroir.

Selon la figure 4F, pour réaliser un capteur 1 ayant de manière optionnelle un matériau réfléchissant sur les faces internes des parois 3 et 4 du corps dudit capteur selon la méthode de pliage objet de l'invention, ladite plaque 14 est traitée sur ses zones extrêmes de sa face supérieure pour supporter des couches ou des plaques 10 et 11 en matériau réfléchissant. La figure 4E représente ladite plaque 14 avec des couches réfléchissantes 10 et 11 aux extrémités destinées à devenir les faces internes des parois 3 et 4 et une couche 9 absorbante sur la partie centrale destinée à devenir les faces externes 5 et 6 de l'absorbeur 2 après pliage.

La figure 4G représente en perspective le capteur 1 et l'absorbeur 2 formés à partir de la plaque 14 selon la figure 4F.

Les figures 5A et 5B illustrent une autre forme de réalisation de l'absorbeur 2.

La figure 5A représente deux modules formés d'une plaque 15, avec chacun deux ourlets 12 et 13 longitudinaux, attachés entre eux par un clip 16 et qui forment ensemble l'absorbeur 2. La plaque 15 est de préférence métallique, notamment en acier inoxydable, de forme sensiblement rectangulaire, présentant un ourlet 12 ou 13 sur au moins un de ses bords longitudinaux.

L'ourlet 12 ou 13 a de préférence une forme de cercle refermé sur lui-même permettant le logement sans soudure de tubes (non représentés), de préférence à circulation de fluide ou de gaz. Dans ce mode de réalisation représenté par la figure 5A, les ourlets 12 ou 13 sont emboitables, de préférence enclipsables entre eux, par glissement des ourlets l'un par-dessus l'autre, pour former, le clip 16 de forme sensiblement circulaire, avec un diamètre permettant de loger un tube sans soudure.

Les modules formés d'une plaque 15 sont mis bout à bout, par emboitage des ourlets 12 ou 13, pour former l'absorbeur 2. Les largeurs des faces 5 et 6, de forme sensiblement rectangulaire, de l'absorbeur 2 sont déterminées par le nombre de modules formés d'une plaque 15 utilisés pour réaliser l'absorbeur 2.

La figure 5B représente une vue en perspective d'un capteur 1 comportant un absorbeur 2 réalisé avec deux modules formés d'une plaque 15 tels que décrits plus haut. L'absorbeur 2 peut aussi recevoir, dans les ourlets 12 et 13 et le clip 6, trois tubes, de préférence à circulation de liquide ou de gaz. L'absorbeur 2 est soit soudé, soit clipsé, soit maintenu par la force de gravité au fond du capteur 1.

Les figures 6A et 6B représentent la section transversale d'un capteur 1 prolongé sur un bord supérieur longitudinal distal d'une paroi 3 ou 4, par rapport au fond du capteur 1, par une gouttière 17 ou 19. La gouttière 17 ou 19 est, dans cet exemple, de section rectangulaire, et reliée à un système d'évacuation des eaux pluviales, connu de l'art antérieur et non représenté sur les figures 6A et 6B.

Ladite gouttière 17 ou 19 peut également avoir d'autres formes que la forme longitudinale avec section rectangulaire. De manière non limitative, ladite gouttière 17 ou 19 peut être réalisée par le pliage d'un bord longitudinal de la plaque 14 de la figure 4 tel qu'illustré par les figures 6A et 6B. Ladite gouttière 17 ou 19 peut également s'emboiter avec une extrémité longitudinale distale de la paroi 3 ou 4, par rapport au fond du capteur 1, par exemple, par enchâssement d'une gouttière de type connu dans une feuillure réalisée par doublage d'une des parois 3 ou 4 (non représenté). La présence d'une gouttière 17, telle que représentée sur la figure 6A, est préférée dans ce mode de réalisation lorsque le capteur 1 est fixé sur une bordure de toit, de fenêtre ou de balcon. Le capteur 1 est représenté dans la figure 6A avec un couvercle 20 reliant les parois 3 et 4, apte à fermer le prisme formé par le capteur 1, qui peut être un film ou une plaque en matériau transparent selon un mode de réalisation préféré.

Dans la figure 6B, le dièdre formé par les parois 3 et 4 qui constitue le fond du capteur 1 est occupé par un système de récupération (non représenté) des calories absorbées par l'absorbeur 2 de type pompe à chaleur. L'absorbeur 2 est positionné sur ledit système et ne touche pas le fond du capteur 1, comme représenté sur la figure 6B. L'évacuation de la condensation vers la gouttière 19 est alors facilitée.

Le capteur 1 tel qu'illustré dans les figures 6A et 6B est relié à un espace technique A, connu en soi, qui est par exemple, de manière non limitative, un système de chauffage d'une habitation ou d'un chauffe-eau.

De manière optionnelle, un film thermo-rétractable (non représenté) est positionné sur l'absorbeur 2 pour réduire les mouvements convectifs le long dudit absorbeur 2. De préférence, l'absorbeur 2 comporte deux ourlets 12 et 13, comme représenté sur la figure 3B. Le film thermorétractable, qui peut être un film plastique ou autre matériau, est alors tendu autour des ourlets 12 et 13. Avantageusement, la distance entre le film thermo-rétractable et les faces 5 et 6 de l'absorbeur 2 peut être réglée par la mise en place sur les ourlets 12 et 13 d'anneaux d'évasement d'épaisseur variable. Ces anneaux peuvent être de différentes matières et de différentes formes, notamment sous forme de tube fendu en polyamide ou autre matériau présentant une très bonne résistance aux températures supérieures à 100°C.

Le capteur 1 est fixé sur une paroi verticale 18, ou une paroi horizontale, ou un coin droit d'une construction (non représentés). Quel que le soit le support du capteur 1, il bénéficie avantageusement de l'apport calorique des déperditions thermiques qui ne sont pas absorbées par l'absorbeur 2 car ces déperditions sont transférées au support du fait de la conductivité thermique des parois 3 et 4.

Dans un autre mode de réalisation, seule une des parois 3 ou 4 du capteur peut être en matériau conducteur thermique, de préférence celle contre la paroi 18, l'autre, en porte-à-faux, pouvant être en matériau isolant thermique, qui a un rôle uniquement décoratif.

Dans un mode de réalisation supplémentaire illustré par la figure 7, le capteur 1, de préférence sous la forme illustrée par la figure 1, comporte deux prismes 21A et 21 B de forme sensiblement trigonale remplaçant l'air ou le vide dans les deux espaces engendrés par le plan de séparation que forme l'absorbeur 2 dans l'enceinte intérieure du capteur 1. Lesdits espaces sont remplis par lesdits prismes 21A et 21B. Les prismes 21A et 21 B sont constitués d'un ou plusieurs matériaux transparents. Lesdits matériaux transparents sont notamment le verre, le quartz, le plexiglas io (PPMA, polyméthacrylate de méthyl) ou un autre thermoplastique. Les prismes 21A et 21B sont de préférence pleins ou creux et remplis d'un liquide, d'un gel ou d'un solide. Un intervalle est ménagé entre les deux faces externes des prismes 21A et 21B qui se font face dans le capteur pour maintenir l'absorbeur 2. Le caisson ainsi formé peut être fermé. 15 Ce mode de réalisation de l'invention permet de s'affranchir quasiment totalement de l'usure des parois réfléchissantes du capteur 1 par les intempéries.

De plus, l'absorbeur 2, comme illustré dans la figure 8, peut être constitué 20 de plusieurs tubes 22, de préférence des tubes à circulation de fluide ou de gaz connus de l'art antérieur, déposés côte à côte selon un plan de manière à former une plaque sensiblement rectangulaire d'épaisseur correspondant au diamètre des tubes 22 et de largeur correspondant à la longueur des tubes 22. Ladite plaque constitue l'absorbeur 2 dans ce 25 mode de réalisation.

De manière générale, on recherche une réduction des mouvements convectifs mais pas leur élimination totale. En effet, les mouvements convectifs ont un effet négatif sur le rendement de conversion en énergie thermique mais un effet positif en tant que régulateur automatique interne de température, ils évitent donc l'effet de surchauffe du capteur 1 lorsqu'il est utilisé par exemple en mode thermosiphon. La largeur des deux faces 5 et 6, de forme sensiblement rectangulaire, de 5 l'absorbeur 2 a une influence sur l'intensité des mouvements convectifs.

Le capteur 1 couplé à la gouttière 17 ou 19 est de préférence réalisé par la méthode de pliage représentée par les figure 4A à 4E, ce qui permet un gain de temps et de matière. io LEGENDE

1 Capteur thermique solaire 2 Absorbeur 3 Paroi du corps du capteur 4 Paroi du corps du capteur 5 Face de l'absorbeur 6 Face de l'absorbeur 7 Paroi transversale du capteur 8 Couche d'absorbant 9 Couche d'absorbant 10 Couche ou plaque réfléchissante 11 Couche ou plaque réfléchissante 12 Ourlet 13 Ourlet 14 Plaque en matériau conducteur thermique 15 Plaque formant un module 16 Clip d'emboitage 17 Gouttière 18 Paroi verticale d'une construction 19 Gouttière 20 Support technique d'évacuation de l'énergie thermique 21 Prismes en matériau transparent 22 Tubes à circulation de fluide ou de gaz A Espace technique connu en soi

Claims

REVENDICATIONS1. Capteur solaire thermique constitué d'un corps ayant sensiblement la forme d'un prisme polygonal, de préférence trigonal, dont une face est soit ouverte, soit fermée, par un moyen permettant le passage des rayons solaires et dont deux côtés, formant les parois du capteur (1), sont sensiblement égaux, et comportant un absorbeur (2) disposé dans le dièdre formé par lesdites parois (3) et (4), réalisé en matériau conducteur thermique, caractérisé en ce que les parois (3) et (4) du corps du capteur (1) sont réalisées dans un matériau ayant une conductivité thermique supérieure à 0,065 watts par mètre-Kelvin à température ambiante.
2. Capteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'absorbeur (2) est une plaque réalisée en matériau conducteur thermique, soit pleine, soit formant une cavité où peut circuler un fluide ou un gaz.
3. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conductivité thermique du ou des matériaux constituant le corps du capteur (1) et l'absorbeur (2) est supérieure à 0,065 watts par mètre-Kelvin, de préférence supérieure ou égale à 1 watt par mètre-Kelvin, de manière encore plus préférée supérieure ou égale à 50 watts par mètre-Kelvin à température ambiante.
4. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau conducteur thermique constituant le corps du capteur (1) et l'absorbeur (2) est métallique.
5. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'absorbeur (2) a deux faces (5) et (6), de forme sensiblement rectangulaire, et en ce que le plan médian de l'absorbeur (2) passe par l'arrête formée par le dièdre ouvert constitué par les parois (3) et (4) du capteur (1).
6. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'absorbeur (2) est traité sur au moins une de ses faces (5) ou (6) pour présenter des propriétés d'absorption thermique.
7. Capteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins une cellule photovoltaïque est disposée sur une des faces (5) ou (6) de l'absorbeur (2).
8. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un bord longitudinal de l'absorbeur (2) est replié.
9. Capteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ou les bords longitudinaux de l'absorbeur (2) sont repliés pour former un ourlet (12) de forme sensiblement cylindrique et d'un diamètre permettant de loger un tube à circulation de fluide ou de gaz.
10. Capteur selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'absorbeur (2), est formé par des tubes (22), de préférence à circulation de fluide ou de gaz, déposés côte à côte selon un plan de manière à former une plaque sensiblement rectangulaire.
11. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces internes des parois (3) et (4) du corps du capteur (1) sont doublées de couches ou plaques amovibles (10) et (11) en matériau réfléchissant les rayons solaires.
12. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un film thermo-rétractable entourant l'absorbeur (2), tendu sur les bords extrêmes longitudinaux dudit absorbeur (2).
13. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps dudit capteur (1) est prolongé sur sa longueur, à partir de l'une des extrémités longitudinales distales de ses parois (3 ou 4), par rapport au fond du capteur (1), par une conduite ouverte formant une gouttière (17) ou (19) longitudinale, de section de forme adaptée à la forme du support ducapteur (1), destinée à recevoir les eaux de pluie, de sorte que ledit capteur (1) puisse être positionné sur le bord d'un toit, d'un balcon ou d'une fenêtre.
14. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux espaces délimités respectivement par la paroi (3) et la face (6) et la paroi (4) et la face (5), ayant sensiblement la forme de prismes trigonaux, sont remplis par des prismes de même forme dans un matériau transparent soit pleins, soit remplis d'un liquide ou d'un gel transparent.
15. Méthode de réalisation du capteur (1) selon les revendications 1 à 7 et la revendication 13, à partir d'une plaque (14) en matériau conducteur de chaleur de forme sensiblement rectangulaire, caractérisée en ce qu'elle comporte les étapes suivantes : (i) traitement de la face supérieure de ladite plaque (14) de sorte qu'elle soit délimitée par trois zones, une zone centrale présentant des propriétés d'absorption thermique et deux zones extrêmes présentant, de manière optionnelle, des propriétés réfléchissantes, (ii) pliage en quatre de ladite plaque (14) de sorte que sa section transversale présente une forme de W, le dièdre central dudit W correspondant à ladite zone centrale, (iii) plaquage des deux côtés dudit dièdre l'un contre l'autre pour former l'absorbeur (2).
16. Méthode de réalisation de l'absorbeur (2) d'un capteur (1) selon les revendications 9 ou 10, caractérisée en ce qu'elle comporte les étapes suivantes : (i) fabrication de plusieurs plaques (15) de forme sensiblement rectangulaire dans un matériau conducteur thermique dont au moins un bord longitudinal est replié pour former un ourlet (12) ou (13), emboitable sur un ourlet (12) ou (13) d'une deuxième plaque (15); (ii) montage de l'absorbeur (2) dudit capteur (1) en emboitant lesdites plaques (15) entre elles par lesdits ourlets (12) ou (13), de manière à adapter les dimensions dudit absorbeur (2) pour une efficacité optimale dudit capteur.