FR2936860A1 - Installation de climatisation - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne une installation de climatisation (1) qui permet d'utiliser au maximum l'énergie solaire, du fait que l'énergie solaire peut ici être utilisée également pour le refroidissement de locaux. A cet effet, cette installation de climatisation (1) comporte un collecteur solaire (50) pour le chauffage d'un gaz et/ou d'un liquide à l'aide de la lumière du soleil, et un dispositif de refroidissement à absorption (51), qui comprend une colonne montante (52) pour porter à l'ébullition un liquide d'absorption et qui est pourvu de moyens de guidage (55, 56, 57, 58) pour conduire le gaz chauffé ou le liquide chauffé le long de la colonne montante (52) afin d'utiliser ce gaz chauffé ou ce liquide chauffé comme source de chaleur pour porter à l'ébullition ledit liquide d'absorption dans la colonne montante (52).

Description

La présente invention concerne une installation de climatisation comportant un collecteur solaire pour le chauffage d'un gaz et/ou d'un liquide à l'aide de la lumière du soleil.
De tels collecteurs solaires sont la plupart du temps utilisés pour le chauffage soit d'air, 5 soit d'eau, soit encore d'une combinaison des deux. L'air chaud et/ou l'eau chaude peut ensuite servir au chauffage de locaux, d'eau (sanitaire), etc.
Plus spécifiquement, mais sans limitation, la présente invention concerne également des installations de climatisation pour lesquelles l'inventeur a également demandé la 10 protection dans la demande de brevet belge BE-2008/0558.
En raison de la raréfaction croissante des sources d'énergie classiques, il est de plus en plus nécessaire de se tourner vers des sources d'énergie alternatives. L'énergie solaire constitue une source d'énergie qui est encore trop peu utilisée à l'heure actuelle. La 15 présente invention vise à accroître les possibilités d'exploitation de l'énergie solaire.
Un inconvénient important des installations de climatisation existantes qui comportent des collecteurs solaires, est qu'elles ne permettent jusqu'à présent pas d'utiliser l'énergie solaire pour refroidir des locaux, par exemple dans une habitation. On connaît déjà 20 beaucoup de collecteurs solaires qui chauffent soit des écoulements d'air soit des écoulements d'eau afin de pouvoir ainsi chauffer ensuite un bâtiment. Cependant, c'est à l'époque où l'on peut capter le plus de chaleur de l'énergie solaire, à savoir en été, que l'on a le moins besoin de chauffer un bâtiment. Les installations de climatisation avec des collecteurs solaires, pour lesquelles on a aussi prévu la possibilité de refroidir des locaux, 25 font soit un usage actif d'un conditionnement d'air qui fonctionne la plupart du temps à l'électricité, soit, comme l'installation de climatisation décrite par exemple dans le document US 2005/199234, ne refroidissent les locaux qu'à partir du moment où plus aucune lumière ne parvient sur le collecteur solaire, comme par exemple en soirée et/ou pendant la nuit, où ces installations utilisent alors l'air extérieur rafraîchi pour refroidir les 30 locaux.
Le but de la présente invention est aussi de procurer une telle installation de climatisation, avec laquelle il est possible d'utiliser le gaz chauffé par le collecteur solaire et/ou le liquide chauffé par le collecteur solaire pour pouvoir aussi refroidir des locaux. 35 Le but de la présente invention est atteint en procurant une installation de climatisation comportant un collecteur solaire pour le chauffage d'un gaz et/ou d'un liquide à l'aide de la lumière du soleil, dans laquelle ladite installation de climatisation comporte un dispositif de refroidissement à absorption, dans laquelle ce dispositif de refroidissement à 40 absorption comprend une colonne montante pour porter à l'ébullition un liquide 10 d'absorption et dans laquelle ladite installation de climatisation est pourvue de moyens de guidage pour conduire le gaz chauffé par le collecteur solaire ou le liquide chauffé par le collecteur solaire le long de la colonne montante afin d'utiliser ce gaz chauffé ou ce liquide chauffé comme source de chaleur pour porter à l'ébullition ledit liquide d'absorption dans la colonne montante.
Avec cette installation de climatisation, on peut à présent utiliser en hiver un maximum d'énergie solaire pour chauffer des locaux, tandis que l'on peut utiliser en été un maximum d'énergie solaire pour refroidir ces mêmes locaux. Dans une forme de réalisation spécifique d'une installation de climatisation selon la présente invention, ledit gaz est l'air.
Ledit liquide d'une installation de climatisation selon la présente invention est 15 spécifiquement l'eau. Comme liquide, on peut aussi employer par exemple entre autres l'éthylène glycol.
Lorsque le collecteur solaire d'une installation de climatisation est utilisé pour chauffer de l'eau ou de l'éthylène glycol, ce collecteur solaire comprend de préférence, selon une 20 première forme de réalisation spécifique, un faisceau de tubes, à travers lequel l'eau circule afin de chauffer cette eau à l'aide de la lumière du soleil incidente sur le collecteur solaire, une entrée pour l'introduction d'eau vers ce faisceau de tubes et une sortie pour l'évacuation d'eau hors de ce faisceau de tubes, et l'installation de climatisation comprend un tube de guidage comme moyen de guidage pour conduire l'eau chauffée 25 depuis ladite sortie vers la colonne montante.
Dans une deuxième forme de réalisation spécifique d'une telle installation de climatisation, dans laquelle le collecteur solaire est utilisé pour chauffer de l'eau, le collecteur solaire comprend un panneau absorbant, qui est réalisé de façon apte à être 30 parcouru par de l'eau et qui comporte une entrée pour l'introduction de l'eau vers ce panneau absorbant et une sortie pour l'évacuation d'eau hors de ce panneau absorbant et l'installation de climatisation comprend un tube de guidage comme moyen de guidage pour conduire l'eau chauffée depuis ladite sortie vers la colonne montante.
35 Naturellement, une telle installation de climatisation, comportant un collecteur solaire qui peut chauffer aussi bien de l'eau que de l'air, fait également partie des formes de réalisation possibles d'installations de climatisation selon la présente invention.
Une forme de réalisation encore préférée d'une installation de climatisation selon la 40 présente invention comprend un tube chauffant, dont la première extrémité est exposée 5 à la lumière du soleil et la deuxième extrémité est installée le long de la colonne montante afin d'utiliser la chaleur captée de la lumière du soleil et déplacée par le tube chauffant comme source de chaleur complémentaire pour porter à l'ébullition ledit liquide d'absorption dans la colonne montante. D'une façon encore préférée, une telle installation de climatisation comprend aussi un miroir sphérique creux, qui est installé de telle manière par rapport au tube chauffant, que la lumière du soleil incidente sur le miroir sphérique creux soit réfléchie vers la première extrémité du tube chauffant. 10 Selon une forme de réalisation particulière d'une installation de climatisation selon la présente invention, la colonne montante du dispositif de refroidissement à absorption est installée dans le collecteur solaire lui-même.
15 De préférence, une installation de climatisation selon la présente invention est une des nombreuses formes de réalisation d'installations de climatisation décrites dans la demande BE-2008/0558, qui est équipée d'un dispositif de refroidissement à absorption et de moyens pour utiliser l'eau chauffée à l'aide du collecteur solaire et/ou l'air chauffé à l'aide du collecteur solaire comme source de chaleur pour porter à l'ébullition le liquide 20 d'absorption dans la colonne montante du dispositif de refroidissement à absorption.
La présente invention sera maintenant expliquée plus en détail à l'aide de la description détaillée qui suit de quelques formes de réalisation préférées d'installations de climatisation selon la présente invention. Le but de cette description consiste 25 exclusivement à donner quelques exemples explicatifs et à indiquer d'autres avantages et particularités de ces installations de climatisation, et elle ne peut donc en aucun cas être interprétée comme une limitation du domaine d'application de l'invention ou des droits de brevet demandés dans les revendications.
30 Dans cette description détaillée, on se réfère au moyen de repères numériques aux dessins annexés, dans lesquels
La Fig. 1 représente schématiquement une première forme de réalisation d'un dispositif de refroidissement à absorption d'une installation de climatisation selon la présente invention; La Fig. 2 représente schématiquement une deuxième forme de réalisation d'un dispositif de refroidissement à absorption d'une installation de climatisation selon la présente invention; Les Fig. 3 et 4 représentent schématiquement une troisième forme de réalisation d'un dispositif de refroidissement à absorption d'une installation de climatisation 35 40 10 15 20 25 30 35 selon la présente invention en deux parties, dont la Figure 3 illustre la première partie et la Figure 4 la seconde partie; La Fig. 5 représente schématiquement une première forme de réalisation d'une installation de climatisation selon la présente invention, en coupe longitudinale, dans laquelle le dispositif de refroidissement à absorption comprend un condenseur refroidi à l'eau ou à l'éthylène glycol, qui est monté au-dessus du collecteur solaire, et une colonne montante et un tube chauffant, qui sont montés en dessous du collecteur solaire; La Fig. 6 illustre schématiquement le montage d'un dispositif de refroidissement à absorption et d'un collecteur solaire dans une installation de climatisation selon la présente invention; La Fig. 7 représente schématiquement le raccordement d'un faisceau de tubes parcouru par de l'eau d'un collecteur solaire à la colonne montante d'un dispositif de refroidissement à absorption dans une installation de climatisation selon la présente invention; La Fig. 8 représente schématiquement une deuxième forme de réalisation d'une installation de climatisation selon la présente invention, en coupe longitudinale, dans laquelle le dispositif de refroidissement à absorption comprend un condenseur refroidi à l'air, qui est monté au-dessus du collecteur solaire et une colonne montante, qui est montée en dessous du collecteur solaire; La Fig. 9 représente schématiquement une troisième forme de réalisation d'une installation de climatisation selon la présente invention, en coupe longitudinale, dans laquelle le dispositif de refroidissement à absorption comprend un condenseur refroidi à l'air, qui est monté au-dessus du collecteur solaire et une colonne montante, qui est montée dans le collecteur solaire; La Fig. 10 représente schématiquement une quatrième forme de réalisation d'une installation de climatisation selon la présente invention, en coupe longitudinale, dans laquelle le dispositif de refroidissement à absorption comprend un condenseur refroidi à l'eau ou à l'éthylène glycol, qui est monté au-dessus du collecteur solaire et une colonne montante et un tube chauffant, qui sont montés en dessous du collecteur solaire; La Fig. 11 représente schématiquement une cinquième forme de réalisation d'une installation de climatisation selon la présente invention, en coupe longitudinale, dans laquelle le dispositif de refroidissement à absorption comprend un condenseur refroidi à l'eau ou à l'éthylène glycol, qui est monté au-dessus du collecteur solaire et une colonne montante, qui est montée en dessous du collecteur solaire.
Les Fig. 12a à I représentent une installation de climatisation selon la présente invention, de manière schématique dans des coupes longitudinales successives.
Les repères numériques utilisés renvoient ainsi aux composants suivants: 5 1 installation de climatisation 2 panneau absorbant 3 entrée d'air 4 sortie d'air 10 5 canal de circulation d'air 6 plaque isolante 7 diffuseur d'entrée 8 diffuseur de sortie 9 espace d'expansion 15 10 ventilateur 14 sortie de condensat 16 isolation périphérique 17 plaque transparente 18 blocage de l'air 20 19 joint d'étanchéité en caoutchouc 22 espace de circulation d'air 23 deuxième plaque isolante 31 faisceau de tubes à circulation d'eau 32 condenseur 25 33 plaque métallique 34 plaque ondulée 35 évaporateur 50 collecteur solaire 51 dispositif de refroidissement à absorption 30 52 colonne montante 53 absorbeur 54 évaporateur 55 tube de guidage 56 espace 35 57 entrée d'air vers l'espace 58 sortie d'air de l'espace 59 tube chauffant 60 miroir sphérique 61 cuve à colonne liquide 40 62 résistance 63 échangeur de chaleur 64 échangeur de chaleur supplémentaire 65 pompe 66 ventilateur 67 entrée de l'échangeur de chaleur 68 sortie de l'échangeur de chaleur 69 entrée d'air extérieur 70 sortie d'air extérieur 71 clapet du chauffe-eau ou de la pompe à chaleur ou 72 clapet du refroidissement à absorption 73 entrée d'eau 74 sortie d'eau 75 espace à circulation d'air 76 retour colonne montante - cuve à colonne liquide 77 vitre 78 échangeur de chaleur
Les installations de climatisation (1) selon la présente invention, telles qu'elles sont illustrées dans les Figures 5 et 8 à 12, comprennent un collecteur solaire (50) pour le chauffage d'air et d'eau. De plus, ces installations de climatisation (1) comportent un dispositif de refroidissement à absorption (51), dont quelques formes de réalisation possibles sont illustrées séparément dans les Figures 1 à 4.
On connaît déjà des collecteurs solaires (50) pour chauffer de l'air et/ou de l'eau, de sorte que l'on ne s'y attardera pas en profondeur ici. Pour une installation de climatisation (1) selon la présente invention, des collecteurs solaires (50) décrits dans la demande de brevet belge BE-2008/0558 du présent inventeur sont particulièrement appropriés, étant donné que ces collecteurs solaires (50) permettent d'utiliser un maximum d'énergie solaire pour chauffer de l'air et/ou de l'eau.
De tels dispositifs de refroidissement à absorption (51) comprennent toujours une colonne montante (52), un condenseur (32), un évaporateur (35) et un absorbeur (53). Ces dispositifs de refroidissement à absorption (51) comportent des circuits fermés, remplis par exemple d'ammoniac, d'eau, d'hydrogène et de solutions d'ammoniac dans l'eau.
Dans les dispositifs de refroidissement à absorption (51) illustrés dans les Figures 1 à 4, l'eau chauffée par le collecteur solaire (50) est chaque fois conduite à l'aide d'un tube de guidage (55) le long de la colonne montante (52), afin d'utiliser cette eau chauffée ou cet air chauffé comme source de chaleur pour porter à l'ébullition le liquide d'absorption (par exemple une solution d'ammoniac dans l'eau) dans la colonne montante (52). La colonne montante (52) est ici chaque fois munie d'une résistance électrique (62) destiné à chauffer la solution si l'on souhaite du froid, lorsqu'il y a trop peu d'énergie solaire disponible. De même, il peut être prévu un tube chauffant (59) destiner à capter un complément de chaleur de l'énergie solaire. Un tel tube chauffant (59) n'est pas représenté dans les Figures 1 à 4, mais il sera néanmoins discuté plus loin.
L'ammoniac s'évapore partiellement dans la colonne montante (52) à partir de cette solution et monte vers le condenseur (32). Ce condenseur (32) peut être un condenseur (32) refroidi à l'eau ou à l'éthylène glycol, comme cela est représenté dans les Figures 1 et 3, ou un condenseur (32) refroidi à l'air, comme le montre la Figure 2.
Une solution avec une concentration moins élevée en ammoniac dans l'eau circule dans la colonne montante (52) sous l'influence de la pesanteur, via le retour (76) dans 15 l'absorbeur (53).
Dans le condenseur (32), l'ammoniac se condense et s'écoule sous forme liquide en direction de l'évaporateur (54). L'évaporateur (54) est par exemple rempli d'hydrogène, dans lequel l'ammoniac se vaporise, et de ce fait l'ammoniac soutire de la chaleur à son 20 environnement. De cette manière, cet environnement est refroidi. On utilise ici de l'éthylène glycol comme liquide de refroidissement, et par conséquent de la chaleur est soutirée de l'éthylène glycol dans l'évaporateur (54). On pourrait aussi utiliser l'eau comme liquide de refroidissement. Comme le montrent les Figures 3 et 4, ce dispositif de refroidissement à absorption (51) peut par exemple être composé de deux parties. 25 Comme le montre la Figure 3, la plus grande partie peut alors être par exemple intégrée dans un panneau avec le collecteur solaire (50), qui est installé dans un environnement extérieur, celui-ci pouvant ainsi être exposé à la lumière du soleil. Cette partie du dispositif de refroidissement à absorption (51) peut alors être montée par exemple dans le collecteur solaire (50). La partie comprenant l'échangeur de chaleur (78) de 30 l'évaporateur (54) peut alors, comme le montre la Figure 4, être installée par exemple dans un environnement intérieur, et ceci par exemple entre l'entrée d'air (3) et la sortie d'air (4) du collecteur solaire (50). On peut en plus utiliser encore ici une pompe (65) pour envoyer l'éthylène glycol ou l'eau dans cet échangeur de chaleur (78). De plus, on peut encore prévoir ici un ventilateur supplémentaire (66). De cette manière, l'éthylène 35 glycol refroidi ou l'eau refroidie peut être envoyé(e) hors de l'évaporateur (54) via la pompe (65) à travers l'échangeur de chaleur (78), celui-ci captant ainsi plus rapidement la chaleur à l'aide du ventilateur (66). Tant ladite pompe (65) que le ventilateur supplémentaire (66) sont de préférence commandés au moyen d'un thermostat. Dans la Figure 4, on a représenté l'entrée d'air (3) et la sortie d'air (4) du collecteur solaire (50) 40 de cette installation de climatisation (1). La position de cette entrée d'air (3) et de cette sortie d'air (4) dépend naturellement totalement de la structure de ce collecteur solaire (50). L'entrée d'air (3) peut, selon le collecteur solaire (50), être placée tout aussi bien au milieu en dessous de cet échangeur de chaleur et la sortie d'air (4) peut, également selon le collecteur solaire (50), être placée tout aussi bien au milieu au-dessus de cet échangeur de chaleur.
Le mélange d'hydrogène et d'ammoniac sortant de l'évaporateur (54) arrive dans l'absorbeur (53). Dans celui-ci est également arrivée la solution présentant une concentration moins élevée en ammoniac dans l'eau via le retour (76). Cette solution absorbe l'ammoniac qui vient de l'évaporateur (54), et l'hydrogène peut donc remonter vers l'évaporateur (54). De cette manière, il coule de nouveau une solution avec une concentration en ammoniac plus élevée dans l'eau dans la cuve à colonne liquide (61) et de celle-ci dans la colonne montante (52). L'absorbeur (53) peut éventuellement être équipé d'un échangeur de chaleur supplémentaire (64), comme le montre la Figure 1, qui est parcouru par exemple par de l'eau de refroidissement ou de l'éthylène glycol.
Comme on l'a mentionné, dans les dispositifs de refroidissement à absorption (51) illustrés dans les Figures 1 à 4, l'eau chauffée au moyen du collecteur solaire (50) est chaque fois conduite le long de la colonne montante (52) à l'aide d'un tube de guidage (55), pour utiliser cette eau chauffée ou cet air chauffé comme source de chaleur pour porter à l'ébullition le liquide d'absorption dans la colonne montante (52). Ce tube de guidage (55) peut être raccordé par exemple à un panneau absorbant (2) apte à être parcouru par de l'eau d'un collecteur solaire (50) ou, comme le montre la Figure 6, il peut être raccordé à un faisceau de tubes (31) d'un collecteur solaire (50). Ce faisceau de tubes représenté (31) comprend une entrée (73) pour l'introduction d'eau vers ce faisceau de tubes (31) et une sortie (74) pour évacuer l'eau hors de ce faisceau de tubes (31). Le tube de guidage (55) conduit l'eau, chauffée dans ce faisceau de tubes (31) au moyen de la lumière du soleil incidente sur le collecteur solaire (50), de la sortie (74) vers la colonne montante (52) et en retour vers l'entrée. L'eau est en l'occurrence pompée par une pompe (65), qui est de préférence commandée à l'aide d'un thermostat.
Dans ces installations de climatisation (1), dans lesquelles de l'eau chauffée par le collecteur solaire (50) est utilisée comme source de chaleur pour porter à l'ébullition le liquide d'absorption dans la colonne montante (52), il est avantageux d'utiliser l'eau chauffée également à d'autres fins en fonction des besoins. A cet effet, on a représenté dans la Figure 6 un clapet (72), avec lequel l'arrivée d'eau provenant du faisceau de tubes (31) vers la colonne montante (52) peut être ouverte ou fermée. Des clapets complémentaires (71) peuvent alors être prévus pour ouvrir ou fermer l'arrivée d'eau chauffée vers par exemple un chauffe-eau destiné à utiliser l'eau chaude dans un système de chauffage central ou à employer l'eau chaude comme eau sanitaire, ou pour alimenter des moyens de stockage, comme un réservoir de stockage, dans les eaux souterraines ou dans le sol, en vue de récupérer ensuite cette chaleur accumulée au moyen d'une pompe à chaleur, ou pour produire de l'électricité selon le principe d'un moteur Stirling, etc.
La Figure 5 montre comment quelques composants (52, 32, 75) d'un dispositif de refroidissement à absorption (51) et d'un collecteur solaire (50) peuvent être intégrés dans une installation de climatisation (1) selon la présente invention. Le collecteur solaire (50) comprend un panneau absorbant (2) et un espace à circulation d'air (75), qui est situé le long du panneau absorbant (2). La colonne montante (52) est installée dans un espace (56) à côté de cet espace à circulation d'air (75), qui est doté d'une entrée d'air (57) pour l'introduction d'air de l'espace à circulation d'air (75) vers cet espace (56) et d'une sortie d'air (58) pour l'évacuation de l'air hors de cet espace (56).
La colonne montante (52) est en l'occurrence également munie d'une résistance électrique (62) pour chauffer la solution si on souhaite du froid lorsqu'il n'y a pas suffisamment d'énergie solaire disponible. De même, il est en plus prévu un tube chauffant (59) pour capter un complément de chaleur de l'énergie solaire. Ce tube chauffant (59) est exposé par une extrémité à la lumière du soleil incidente. Un liquide dans ce tube chauffant (59) est ainsi chauffé et vaporisé. Cette vapeur s'écoule vers la seconde extrémité du tube chauffant (59) sous l'influence de la différence de pression qui apparaît dans le tube chauffant (59). Ici, la seconde extrémité est placée contre la colonne montante (52), de sorte que la chaleur dégagée par la condensation de la vapeur est utilisée pour porter le liquide d'absorption à l'ébullition. Le liquide de nouveau condensé s'écoule dans le tube chauffant (59) par suite de la différence de pression en sens inverse vers la première extrémité du tube chauffant (59), où il est de nouveau exposé à la lumière du soleil pour se vaporiser à nouveau.
Lorsque la chaleur du tube chauffant (59) n'est pas utilisée pour le refroidissement à absorption, cette chaleur peut être utilisée, au moyen de l'entrée d'air (57), de l'espace (56) et de la sortie d'air (58), comme source de chaleur complémentaire pour produire de l'air chaud ou de l'eau chaude à l'aide du collecteur solaire (50).
Un tel tube chauffant (59) est surtout utile lorsque le collecteur solaire (50) n'est pas posé en oblique, de telle manière que la lumière du soleil incidente sur celui-ci ne puisse pas être exploitée au maximum pendant toute l'année. C'est le cas la plupart du temps pendant l'été, lorsque la lumière du soleil atteint presque perpendiculairement la surface de la terre. Le tube chauffant (59) peut être placé de telle manière que la lumière du soleil, qui de cette façon n'atteint pas le collecteur solaire (50) sous un angle convenable, soit en fait réfléchie vers le tube chauffant (59), de sorte que l'énergie solaire puisse quand même être exploitée au maximum pour le refroidissement d'une habitation par exemple. Dans l'installation de climatisation (1) représentée dans la Figure 9, on a illustré un tel placement d'un tube chauffant (59) par rapport à un collecteur solaire (50).
Dans la Figure 5, le condenseur refroidi à l'eau (32) de l'installation de climatisation (1) est en outre monté dans un espace situé au-dessus du collecteur solaire (50). Ce condenseur (32) pourrait tout aussi bien être un condenseur (32) refroidi à l'air. Le tube qui amène vers le condenseur la solution chauffée par la colonne montante (52) est monté dans un espace situé à côté du collecteur solaire (50). Ce tube est prérefroidi par l'air extérieur, qui circule dans cet espace via une entrée (69) et en sort via une sortie (70), de telle manière qu'une partie de l'eau de cette solution se condense déjà. En remplacement ou en complément de celui-ci, on pourrait aussi prévoir des ailettes sur ce tube, afin de refroidir celui-ci.
Les différentes formes de réalisation d'une installation de climatisation (1) selon la présente invention, illustrées dans les Figures 5 et 8 à 10, comprennent chaque fois un châssis qui est fixé sur la face extérieure d'un mur extérieur d'un local à climatiser. Ce châssis est fabriqué en métal ou en matière plastique, ou en tout autre matériau approprié dans ce domaine. Le local à climatiser est un local qui doit par exemple être chauffé, ou qui doit être refroidi, ou un local dont l'air doit être séché, etc.
A l'opposé du mur, ce châssis est délimité par une plaque transparente (17), qui est destinée à laisser passer le rayonnement solaire. Une isolation périphérique (16) est prévue sur les bords latéraux du châssis. A une certaine distance de la plaque transparente, il est prévu un panneau absorbant (2), qui est partiellement logé sur ses bords dans l'isolation périphérique (16). Entre la plaque transparente (17) et le panneau absorbant (2), il se crée ainsi un effet de serre, par lequel la chaleur est accumulée et le panneau absorbant (2) peut absorber un maximum de chaleur à partir du rayonnement solaire.
La plaque transparente (17) est de préférence fabriquée en verre, et de préférence encore en double vitrage, et est de préférence encore pourvue d'une couche réfléchissante.
Le panneau absorbant (2) est fabriqué en un matériau absorbant la chaleur et est de préférence une plaque métallique, et de préférence encore une plaque ondulée noire, comme dans les formes de réalisation illustrées.
Sur la face opposée du panneau absorbant (2) par rapport à la plaque transparente (17), 40 il est prévu une plaque isolante (6) à une certaine distance de ce panneau absorbant (2).
La surface de cette plaque isolante (6) qui est orientée vers le panneau absorbant (2) est rendue apte à réfléchir la chaleur.
Dans la forme de réalisation de la Figure 5, cette plaque isolante (6) protège le châssis. 5 Dans les formes de réalisation des Figures 8 à 11, cette plaque isolante (6) est placée en position centrale dans le châssis. Sur sa face arrière, ce châssis est alors pourvu d'une deuxième plaque isolante (23). Entre les deux plaques isolantes (6, 23), l'évaporateur (35) du dispositif de refroidissement à absorption (51) est installé entre une plaque 10 métallique (33) et une plaque ondulée (34).
En plus, les installations de climatisation (1) des Figures 5 et 8 à 11 comportent une entrée d'air (3) pour l'introduction d'air et une sortie d'air (4) pour l'évacuation d'air.
15 Les ondulations du panneau ondulé (2) définissent des canaux de circulation d'air (5) pour la circulation de l'air entre l'entrée d'air (3) et la sortie d'air (4). Les canaux de circulation d'air (5) ne sont pas des canaux au sens strict du terme, mais plutôt des voies de guidage qui définissent les écoulements principaux de l'air entre l'entrée d'air (3) et la sortie d'air (4). Ces canaux de circulation d'air (5) débouchent dans des espaces 20 d'expansion (9).
L'air circule ainsi entre le panneau absorbant (2) et la plaque isolante (6) ainsi qu'entre le panneau absorbant (2) et la plaque transparente (17).
25 En situation d'utilisation de l'installation de climatisation (1), le panneau absorbant (2) est à cet effet logé sur ses bords latéraux dans l'isolation périphérique (16), de telle manière qu'il soit prévu un espace à circulation d'air (22) aussi bien entre son bord supérieur et le châssis qu'entre son bord inférieur et le châssis. Le panneau absorbant (2) est ainsi soutenu dans le châssis au moyen d'un ou de plusieurs soutiens, qui ne sont 30 pas représentés.
De plus, l'entrée d'air (3) est ici prévue au-dessus de la sortie d'air (4), et il est prévu un blocage de l'air (18) entre la plaque isolante (6) et le panneau absorbant (2) et entre l'entrée d'air (3) et la sortie d'air (4). Le diffuseur d'entrée (7) est alors disposé entre la 35 plaque isolante (6) et le panneau absorbant (2), sur le côté opposé de l'entrée d'air (3) par rapport au blocage de l'air (18) et le diffuseur de sortie (8) est disposé entre la plaque isolante (6) et le panneau absorbant (2) sur le côté opposé de la sortie d'air (4) par rapport au blocage de l'air (18).
L'air est aussi forcé de circuler entièrement autour du panneau absorbant (2), de telle manière que le transfert de chaleur entre le panneau absorbant (2) et l'air en circulation se produise sur les deux surfaces du panneau absorbant (2). Le transfert de chaleur est également accru fortement par rapport à des collecteurs solaires dans lesquels le transfert de chaleur n'est effectué que sur une seule surface du panneau absorbant (2).
Après l'entrée d'air (3), au commencement des canaux de circulation d'air (5), il est prévu un diffuseur d'entrée (7) destiné à répartir l'air introduit uniformément sur les canaux de circulation d'air (5) et ainsi sur le panneau absorbant (2). Avant la sortie d'air (4), à la fin des canaux de circulation d'air (5), il est prévu un diffuseur de sortie (8), destiné à conduire vers la sortie d'air (8) l'air qui a parcouru les canaux de circulation d'air (5).
Dans les formes de réalisation des Figures 8 à 11, il est également prévu un espace à circulation d'air (22) entre le bord supérieur aussi bien de la plaque métallique (33) que de la plaque ondulée (34) et le châssis. Il est prévu un espace intermédiaire entre la première plaque isolante (6) et la plaque métallique (33), de telle manière que l'air puisse circuler autour de l'ensemble constitué par l'évaporateur (35), la plaque métallique (33) et la plaque ondulée (34). Dans l'espace intermédiaire entre la plaque ondulée (34) et la deuxième plaque isolante (23), il est également prévu un blocage de l'air (18) entre l'entrée d'air (3) et la sortie d'air (4). Ici également, il est prévu un diffuseur d'entrée (7) et un diffuseur de sortie (8).
Les blocages de l'air (18) des formes de réalisation des Figures 5 et 8 à 11 sont de préférence conçus pour évacuer l'eau de condensation vers le côté inférieur de l'espace entre le panneau absorbant (2) et la plaque isolante (6), où il se trouve un système de collecte du condensat avec une sortie de condensat (14). Avec le blocage de l'air (18) représenté ici, l'eau de condensation est conduite vers les côtés latéraux du blocage de l'air (18) et y est évacuée.
L'entrée d'air (3) de ces installations de climatisation (1) est chaque fois pourvue d'un ventilateur (10) afin de pomper l'air partout dans le collecteur solaire (50). En outre, cette entrée d'air (3) peut être dotée d'anneaux concentriques destinés à amortir le bruit du ventilateur (10). De même, cette entrée d'air (3) peut être munie d'un filtre à pollen ou d'un filtre à poussière.
La sortie d'air (4) est de préférence équipée d'un clapet anti-retour, qui se ferme automatiquement pour s'opposer au reflux de chaleur et ainsi éviter une baisse du froid.
L'entrée d'air (3) et la sortie d'air (4) sont également munies de grilles (24) de préférence vers le local à climatiser, qui peuvent régler l'introduction et l'évacuation de l'air et les fermer complètement si on le souhaite.
De préférence, l'installation de climatisation (1) comporte également une entrée pour de l'air frais.
Les canaux de circulation d'air (5) peuvent également être garnis d'obstacles par exemple de forme hélicoïdale ou en forme de boomerangs, afin de répartir l'air au 10 maximum sur le panneau absorbant (2).
Dans la forme de réalisation d'une installation de climatisation (1) représentée dans la Figure 8, le condenseur refroidi à l'air (32) du dispositif de refroidissement à absorption (51) est monté au-dessus du collecteur solaire (50) dans un espace prévu à cet effet. Au 15 lieu d'un tel condenseur refroidi à l'air (32), une telle installation de climatisation (1) peut tout aussi bien être équipée d'un condenseur refroidi à l'eau ou à l'éthylène glycol (32), comme le montre la Figure 11. Tant dans la forme de réalisation de la Figure 8 que dans celle de la Figure 11, la colonne montante (52) du dispositif de refroidissement à absorption (51) est montée en dessous du collecteur solaire (50) dans un espace prévu à 20 cet effet.
Dans la forme de réalisation représentée dans la Figure 9, la colonne montante (52) est montée dans le collecteur solaire (50) lui-même. Dans cette forme de réalisation, un condenseur refroidi à l'air (32) est également monté dans un espace situé au-dessus du 25 collecteur solaire (50). Ce condenseur refroidi à l'air (32) peut tout aussi bien être remplacé par un condenseur refroidi à l'eau ou à l'éthylène glycol (32).
Une telle installation de climatisation (1), représentée dans les Figures 8, 9 et 11, se prête particulièrement à un placement en oblique, de telle manière que le collecteur 30 solaire (50) reçoive toujours suffisamment de lumière du soleil incidente lorsque le soleil brille. Lorsqu'elle ne peut pas être montée en oblique, il est plus avantageux de placer une installation de climatisation telle que celle représentée dans la Figure 5 ou 10. Ici, on a aussi repris un tube chauffant (59) qui est monté dans un espace, délimité par une vitre (77) qui est bien placée en oblique, de sorte qu'elle recevra toujours de la lumière 35 du soleil lorsque le soleil brille. Cette vitre peut aussi être avantageusement à double face et être munie d'une couche réfléchissante sur sa face intérieure, afin de créer un effet de serre dans l'espace du tube chauffant (59). En outre, un miroir sphérique creux (60) peut de préférence aussi être placé dans cet espace, comme cela est représenté, de telle manière par rapport au tube chauffant (59) que la lumière du soleil incidente sur 40 celui-ci soit réfléchie vers le tube chauffant (59).
Les installations de climatisation (1) des Figures 5 et 10 sont également équipées d'un condenseur refroidi à l'eau ou à l'éthylène glycol (32). Elles pourraient tout aussi bien être équipées d'un condenseur refroidi à l'air (32). Dans cette forme de réalisation, la colonne montante (52) est de nouveau montée dans un espace situé en dessous du collecteur solaire (50), et le tube chauffant (59) est installé dans ce même espace. Le montage du dispositif de refroidissement à absorption (51) dans les installations de climatisation (1) représentées dans les Figures 8 à 11 sera expliqué plus en détail en discutant les différentes couches successives d'une telle installation de climatisation, représentées dans les Figures 12a-l. Dans la Figure 12a, on a représenté la plaque transparente (17) du collecteur solaire (50), qui est de préférence un double vitrage, pourvu d'une couche réfléchissante. Sous le collecteur solaire (50), il est prévu un espace dans lequel est installée la colonne montante (52), ainsi que le tube chauffant (59). Cette figure est une illustration de cette couche dans une installation de climatisation (1) représentée dans la Figure 10, qui est pourvue d'une colonne montante (52) et d'un tube chauffant (59). Cette colonne montante (52) et ce tube chauffant (59) ne sont plus représentés dans les Figures suivantes 12b-l. Dans les Figures 12b à 12e, on peut voir une plaque ondulée à double paroi formant le panneau absorbant (2), qui est pourvue du côté intérieur d'un faisceau de tubes aptes à être parcourus par de l'eau.
La Figure 12b montre la première paroi de la plaque ondulée (2) et on peut voir dans la Figure 12e la seconde paroi de la plaque ondulée (2). Tant entre son bord supérieur et le châssis qu'entre son bord inférieur et le châssis, il est prévu un espace à circulation d'air permettant de faire circuler l'air autour de la plaque ondulée (2). La plaque ondulée à double paroi (2) est ici soutenue à l'aide de soutiens, qui n'ont pas été représentés. Dans la Figure 12c, on a représenté un faisceau de tubes possible (31) apte à être parcouru par de l'eau et un condenseur refroidi à l'air (32), qui est monté au-dessus du collecteur solaire (50). Dans la Figure 12d, on a représenté le même faisceau de tubes (31) apte à être parcouru par de l'eau et un condenseur refroidi à l'eau (32), qui est monté au-dessus du collecteur solaire (50). Les couches montrées dans ces figures ne sont donc pas présentes simultanément dans l'installation de climatisation (1), mais elles illustrent des formes de réalisation alternatives. Les condenseurs (32) ne sont représentés que dans ces figures, et ils ne sont pas répétés dans les autres figures. Le cas échéant, des cellules solaires peuvent être placées sur le côté ensoleillé du condenseur (32), pour alimenter le système de commande du dispositif de refroidissement à absorption (51) en électricité obtenue à partir de l'énergie solaire. De cette manière, toute l'installation de climatisation (1) peut de nouveau fonctionner à l'énergie solaire.
On peut imaginer de nombreuses variantes d'un tel faisceau de tubes (31). La plaque ondulée à double paroi (2) devrait aussi pouvoir être réalisée de manière à être apte à être parcourue par de l'eau. Une plaque ondulée (2) à simple paroi contre laquelle un faisceau de tubes (31) est installé devrait pouvoir constituer une alternative. Cette partie de l'installation de climatisation (1) est prévue pour être utilisée afin de produire de l'eau chaude. Avec le faisceau de tubes (31) de la Figure 12c, il est possible de faire circuler de l'eau dans ce faisceau de tubes (31), selon le principe du thermosiphon. De même, une pompe à eau peut être installée pour refouler l'eau à travers le faisceau de tubes (31).
Cette pompe à eau peut être commandée par exemple au moyen d'un thermostat.
L'eau chaude ainsi produite peut être employée directement dans un chauffage central. Celle-ci peut cependant aussi être stockée dans un réservoir de stockage, dans les eaux souterraines ou dans le sol, pour être récupérée à l'aide d'une pompe à chaleur, etc. Les moyens de stockage nécessaires font en l'occurrence partie de l'installation de climatisation (1). En l'absence de lumière du soleil, celle-ci peut aussi être employée comme radiateur, en renvoyant la chaleur accumulée à travers le faisceau de tubes (31) au moyen d'un fluide. La chaleur produite devrait également pouvoir être utilisée pour produire de l'électricité selon le principe du moteur de Stirling ou elle peut aussi être utilisée comme eau chaude sanitaire, etc.
Dans la Figure 12f, on a représenté l'entrée d'air (3), un diffuseur d'entrée (7), la sortie d'air (4) et un diffuseur de sortie (8) du collecteur solaire (50), avec un blocage de l'air (18) placé entre eux. En traits interrompus, on peut également voir l'entrée d'air (3) et la sortie d'air (4) de la partie de l'installation de climatisation (1) représentée dans les Figures 12h-l. Le blocage de l'air (18) est ici pourvu en position centrale d'un écoulement pour évacuer l'eau de condensation vers le côté inférieur de l'espace entre le panneau absorbant (2) et la plaque isolante (6). Un système de collecte du condensat et une sortie de condensat sont également prévus, mais ne sont pas représentés ici.
La Figure 12g représente la plaque isolante (6) de cette installation de climatisation (1).
Dans les Figures 12h-j, on a représenté l'évaporateur (35) de l'installation de climatisation (1), qui est pourvu d'une plaque métallique (33) sur un côté et d'une plaque ondulée (34) sur l'autre côté. Il est prévu un espace de circulation d'air (22) entre le bord supérieur aussi bien de la plaque métallique (33) que de la plaque ondulée (34) et le châssis et entre le bord inférieur aussi bien de la plaque métallique (33) que de la plaque ondulée (34) et le châssis.
Dans la Figure 121, on peut voir la deuxième plaque isolante (23) de l'installation de climatisation (1). Il est prévu un certain espace intermédiaire entre la première plaque isolante (6) et la plaque métallique (33), de telle manière que de l'air puisse circuler autour de l'ensemble constitué par l'évaporateur (35), la plaque métallique (33) et la plaque ondulée (34). Dans la deuxième plaque isolante (23), il est prévu une entrée d'air (3) et une sortie d'air (4) pour la partie de l'installation de climatisation (1) illustrée dans les Figures 12h-l. Dans ces Figures 12h-I, on peut également voir l'entrée d'air (3) et la sortie d'air (4) pour la partie de l'installation de climatisation (1) représentée dans les Figures 12a-g. Pour conduire l'air autour de cet ensemble, il est prévu dans l'espace intermédiaire entre la plaque ondulée (34) et la deuxième plaque isolante (23) un blocage de l'air (18) entre l'entrée d'air (3) et la sortie d'air (4). Il est en outre également prévu ici un diffuseur d'entrée (7) et un diffuseur de sortie (8).
Une installation de climatisation (1) selon la présente invention, qui est également équipée d'un dispositif de refroidissement à absorption (51) afin de pouvoir refroidir le local, est de préférence munie de moyens de protection qui, dans une première situation d'utilisation, se trouvent dans une position rangée et dans une deuxième situation d'utilisation protègent le panneau absorbant (2), ou mieux les composants du dispositif de refroidissement à absorption (51), à l'égard de la plaque transparente (17) du collecteur solaire (50). Ces moyens de protection (36) peuvent être par exemple un volet roulant ou un pare-soleil enroulable et déroulable.
Au lieu de ces moyens de protection (36), on peut tout aussi bien prévoir dans l'installation de climatisation (1), de manière analogue à la forme de réalisation des Figures 8 à 12, une deuxième partie qui est munie des composants du dispositif de refroidissement à absorption (51), et qui est protégée à l'aide d'une plaque isolante (6) de la première partie de l'installation de climatisation (1).
En protégeant les moyens permettant de refroidir le local à l'égard de la plaque transparente, on évite que la lumière du soleil incidente contrarie l'action de 35 refroidissement de l'installation de climatisation (1). 17
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