FR3044394A1 - Panneau solaire thermique auto-vidangeable - Google Patents

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Abstract

Panneau (1) solaire thermique comprenant un cadre (2) quadrangulaire de délimitation du bord périphérique du panneau (1) et un collecteur (3) solaire logé au moins partiellement à l'intérieur du cadre (2) entre les faces avant (4) et arrière (5) du panneau (1), ledit collecteur (3) solaire comprenant un réseau (6) de canaux pour une circulation d'un fluide dit caloporteur depuis une entrée (7) vers une sortie (8) dudit réseau (6), les canaux du réseau (6) comprenant un canal de distribution (9) équipé de l'entrée (7) de fluide du réseau (6), un canal de collecte (10) équipé de la sortie (8) de fluide du réseau (6) et des canaux (11) parallèles d'absorption de chaleur longitudinaux, s'étendant dans le sens de la longueur du panneau (1), et reliant entre eux le canal de distribution (9) et le canal de collecte (10). Les canaux (11) longitudinaux d'absorption de chaleur sont non parallèles aux côtés (21) longitudinaux du cadre (2) et en ce que les portions des canaux de distribution (9) et de collecte (10) parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux (11) d'absorption de chaleur sont non parallèles aux côtés (22) transversaux du cadre (2).

Description

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un panneau solaire thermique auto-vidangeable.
Elle concerne plus particulièrement un panneau solaire thermique comprenant un cadre quadrangulaire de délimitation du bord périphérique du panneau avec deux côtés longitudinaux et deux côtés transversaux et un collecteur solaire logé au moins partiellement à l’intérieur du cadre entre les faces dites respectivement avant et arrière du panneau, ledit collecteur solaire comprenant un réseau de canaux pour une circulation d’un fluide dit caloporteur depuis une entrée vers une sortie dudit réseau, les canaux du réseau comprenant un canal de distribution équipé de l’entrée de fluide du réseau, un canal de collecte équipé de la sortie de fluide du réseau et des canaux parallèles d’absorption de chaleur dits longitudinaux, s’étendant dans le sens dit de la longueur du panneau, et reliant entre eux le canal de distribution et le canal de collecte.
ART ANTERIEUR
Un tel panneau est dit auto-vidangeable car il est destiné à se vider du fluide caloporteur qu'il contient lorsque la circulation du fluide habituellement assurée par une pompe dédiée est stoppée. Cette auto-vidange permet notamment d'éviter l'ajout de fluide antigel, type propylène glycol, au fluide caloporteur lorsque celui-ci risque de geler et d'endommager le panneau solaire en période hivernale. Afin de garantir la vidange du panneau solaire auto-vidangeable, il est nécessaire, lors de l'installation du panneau, d'assurer une pente minimale de quelques degrés afin que le fluide caloporteur puisse s'écouler naturellement par gravité. Cela se traduit habituellement par un panneau posé de biais par rapport à son support le plus couramment une toiture d'habitation avec des fixations décalées verticalement les unes par rapport aux autres. Il en résulte d'une part, pour l'installateur, des difficultés pour installer les fixations du panneau solaire en respectant les décalages verticaux, cette difficulté étant accrue sur une pente pentue, d'autre part, un montage final inesthétique car le panneau est posé de biais sur la toiture.
Un but de l'invention est donc de proposer un panneau solaire thermique dont la conception permet de surmonter les problèmes de l'état de la technique.
RESUME A cet effet, l'invention a pour objet un panneau solaire thermique comprenant un cadre quadrangulaire de délimitation du bord périphérique du panneau avec deux côtés longitudinaux et deux côtés transversaux et un collecteur solaire logé au moins partiellement à l’intérieur du cadre entre les faces dites respectivement avant et arrière du panneau, ledit collecteur solaire comprenant un réseau de canaux pour une circulation d’un fluide dit caloporteur depuis une entrée vers une sortie dudit réseau, les canaux du réseau comprenant un canal de distribution équipé de l’entrée de fluide du réseau, un canal de collecte équipé de la sortie de fluide du réseau et des canaux parallèles d’absorption de chaleur dits longitudinaux, s’étendant dans le sens dit de la longueur du panneau, et reliant entre eux le canal de distribution et le canal de collecte, caractérisé en ce que les canaux longitudinaux d’absorption de chaleur sont non parallèles aux côtés dits longitudinaux du cadre et en ce que les portions des canaux de distribution et de collecte, sensiblement parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux d’absorption de chaleur, sont non parallèles aux côtés dits transversaux du cadre.
Il doit être noté que par sensiblement parallèles, on entend parallèle à 5° près.
La configuration géométrique des canaux permet de supprimer la nécessité d'une pose de biais du panneau sur un support, tel qu'une toiture, pour permettre la vidange par gravité des canaux. La configuration géométrique des canaux permet donc une pose, notamment sur toiture, simplifiée suivant une présentation portrait ou paysage du panneau avec les côtés du cadre du panneau parallèles ou perpendiculaires à la ligne de faîtage de la toiture tout en autorisant une vidange par gravité des canaux.
Selon un mode de réalisation, les canaux longitudinaux d’absorption de chaleur forment avec les côtés dits longitudinaux du cadre un angle (a) au moins égal à 0,5 0 et de préférence compris entre 0,5° et 10° et les portions des canaux de distribution et de collecte parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux d’absorption de chaleur forment chacune, avec un côté dit transversal du cadre un angle (β) au moins égal à 0,5 °, et de préférence compris entre 0,5° et 10°.
Selon un mode de réalisation, le canal de distribution tend, au niveau de la portion du canal de distribution, sensiblement parallèle au canal de collecte, et reliée au canal de collecte par lesdits canaux d’absorption de chaleur, à se développer de manière rectiligne depuis son extrémité équipée de l’entrée de fluide du réseau vers son extrémité opposée en s’écartant du côté transversal du cadre disposé le plus proche de ladite portion du canal de distribution et le canal de collecte tend, au niveau de la portion du canal de collecte parallèle au canal de distribution et reliée au canal de distribution par lesdits canaux d’absorption de chaleur, à se développer depuis son extrémité amont en direction de son extrémité aval, pris dans le sens de circulation du fluide à l’intérieur dudit canal de collecte, de manière rectiligne, en se rapprochant dudit côté transversal du cadre disposé le plus proche de ladite portion du canal de collecte.
Selon un mode de réalisation, en position paysage et à l’état dressé dans un plan vertical du panneau avec l’entrée de fluide du réseau du canal de distribution disposée en partie inférieure du panneau pour une circulation ascendante du fluide à l’intérieur du canal de distribution, les canaux longitudinaux d’absorption de chaleur se développent en suivant une pente ascendante depuis le canal de distribution en direction du canal de collecte.
Ces dispositions permettent une vidange des canaux du panneau solaire thermique en position paysage et en position portrait dudit panneau.
Selon un mode de réalisation, au-delà de la portion du canal de collecte parallèle au canal de distribution et reliée au canal de distribution par lesdits canaux d’absorption de chaleur, le canal de collecte se développe en direction de la sortie de fluide du réseau en suivant un premier tracé parallèle aux canaux longitudinaux d’absorption de chaleur puis un deuxième tracé parallèle au canal de distribution pour un positionnement de la sortie de fluide du réseau en un emplacement voisin de l’entrée de fluide du réseau du canal de distribution.
La réunion de l'entrée et de la sortie du réseau de canaux en un même angle du panneau permet de limiter la visibilité des connexions au reste du circuit et facilite cette connexion.
Selon un mode de réalisation, le deuxième tracé s’étend parallèlement au plan contenant les canaux d’absorption de chaleur.
Selon un mode de réalisation, les entrée et sortie de fluide du réseau font saillie de la face arrière du panneau.
Selon un mode de réalisation, la face avant du panneau est formée par une plaque transparente ou translucide du genre vitre.
Selon un mode de réalisation, le réseau de canaux est plaqué en sous-face d’une feuille absorbante encore appelée absorbeur et formée de préférence par une feuille en aluminium.
Selon un mode de réalisation, la face arrière du panneau est formée par un matériau en feuille séparé du collecteur solaire par un isolant thermique.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue schématique simplifiée d'un panneau en disposition portrait sur une toiture dont seule la ligne de base est représentée, le cadre du panneau étant représenté en pointillés ; la figure 2 représente une vue schématique simplifiée d'un panneau en disposition paysage sur une toiture dont seule la ligne de base est représentée, le cadre du panneau étant représenté en pointillés ; la figure 3 représente une vue en coupe transversale d'un panneau avec une vue de détail dudit panneau ; la figure 4 représente une vue en perspective du réseau de canaux avec le détail des entrée et sortie du réseau de canaux ; la figure 5 représente une vue en perspective du réseau de canaux prise sous un autre angle ; la figure 6 représente une vue schématique simplifiée d'un panneau intégré à une installation de chauffage partiellement représentée.
DESCRIPTION DETAILLEE
Comme mentionné ci-dessus, l'invention a pour objet un panneau 1 solaire thermique de type caisson. Ce panneau 1 comprend un collecteur 3 solaire logé au moins partiellement à l'intérieur d'un cadre 2 généralement rectangulaire ou carré, de délimitation du panneau 1, entre les faces avant 4 et arrière 5 du panneau 1. Ce collecteur 3 solaire comprend un réseau 6 de canaux, encore appelé harpe, à l'intérieur duquel circule un fluide caloporteur, tel qu'une solution aqueuse entre une entrée 7 et une sortie 8 du réseau 6 de canaux. Généralement, ce panneau 1 est destiné à être installé sur une toiture d'une construction, comme illustré à la figure 6, et le réseau 6 de canaux est raccordé par ses entrée 7 et sortie 8 par exemple au ballon d'une installation de chauffage d'eau sanitaire ou d'eau de chauffage. Une pompe est installée entre le panneau 1 et le ballon et permet une circulation de fluide caloporteur à l'intérieur du réseau 6 de canaux depuis l'entrée 7 en direction de la sortie 8 de réseau 6 de canaux. Lorsque la pompe est à l'arrêt, il convient que le réseau 6 de canaux du panneau 1 puisse s'auto-vidanger.
Dans l'exemple représenté, le réseau 6 de canaux comprend un canal de distribution 9 équipé de l'entrée 7 de fluide du réseau 6, un canal de collecte 10 équipé de la sortie 8 de fluide du réseau 6 et des canaux 11 parallèles d’absorption de chaleur, dits longitudinaux, s’étendant dans le sens de la longueur du panneau 1, et reliant entre eux le canal de distribution 9 et le canal de collecte 10. Ces canaux sont disposés à l'intérieur du cadre 2 qui comporte quant à lui deux côtés 21 longitudinaux et deux côtés 22 transversaux. Ainsi, les canaux 11 longitudinaux d'absorption de chaleur du réseau 6 de canaux sont non parallèles aux côtés 21 longitudinaux du cadre 2 et les portions des canaux de distribution 9 et de collecte 10 parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux 11 d'absorption de chaleur sont non parallèles aux côtés 22 dits transversaux du cadre 2 contrairement à l'état de la technique où les canaux longitudinaux d'absorption de chaleur sont parallèles aux côtés longitudinaux du cadre et les portions de canaux de distribution et de collecte parallèles entre elles et reliées par lesdits canaux d'absorption de chaleur sont parallèles aux côtés transversaux du cadre.
En particulier, les canaux 11 longitudinaux d’absorption de chaleur forment avec les côtés 21 longitudinaux du cadre 2 un angle a voisin ici de 2° et les portions des canaux de distribution 9 et de collecte 10 parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux 11 d’absorption de chaleur forment chacune avec un côté 22 transversal du cadre 2 un angle β voisin de 2°.
Dans l'exemple représenté, le canal de distribution 9 tend, au niveau de la portion du canal de distribution 9, parallèle au canal de collecte 10, et reliée au canal de collecte 10 par lesdits canaux 11 d’absorption de chaleur, à se développer de manière rectiligne depuis son extrémité équipée de l’entrée 7 de fluide du réseau 6 vers son extrémité opposée en s’écartant du côté 22 transversal du cadre 2 disposé le plus proche de ladite portion du canal de distribution 9. Ce canal de distribution 9, qui peut être dit transversal car il se développe suivant la largeur du panneau, présente une extrémité opposée à l'extrémité équipée de l'entrée 7 fermée. Généralement, ce canal de distribution 9 est donc formé par un simple corps tubulaire borgne généralement en métal thermiquement conducteur, tel que du cuivre. Sur ce corps, sont soudés transversalement les canaux 11 d'absorption de chaleur longitudinaux, ici au nombre de 10, qui forment avec ledit canal de distribution à chaque fois un angle voisin ici de 90° et égal à ici à 94°.
Ces canaux 11 d’absorption de chaleur longitudinaux sont parallèles entre eux et sont formés également de corps tubulaires préférablement en cuivre. Ces canaux 11 d'absorption de chaleur débouchent à leur autre extrémité dans le canal de collecte 10 auquel ils sont également soudés. Ce canal de collecte 10 tend, au niveau de la portion du canal de collecte 10 parallèle au canal de distribution 9 et reliée au canal de distribution 9 par les canaux 11 d'absorption de chaleur, à se développer, depuis son extrémité amont en direction de son extrémité aval pris dans le sens de circulation du fluide à l'intérieur dudit canal de collecte 10, de manière rectiligne, en se rapprochant du côté 22 transversal du cadre 2 disposé le plus proche de la portion du canal de collecte 10.
Au-delà de la portion du canal de collecte 10 parallèle au canal de distribution 9 et reliée au canal de collecte 10 par lesdits canaux 11 d’absorption de chaleur, le canal de collecte 10 se développe en direction de la sortie 8 de fluide du réseau 6 en suivant un premier tracé 12 parallèle aux canaux 11 longitudinaux d’absorption de chaleur puis un deuxième tracé 13 parallèle au canal de distribution 9 pour un positionnement de la sortie 8 de fluide du réseau 6 en un emplacement voisin de l’entrée 7 de fluide du réseau 6 du canal de distribution 9.
Le deuxième tracé 13 s’étend parallèlement au plan contenant les canaux 11 d’absorption de chaleur.
Ainsi, les entrée 7 et sortie 8 de fluide du réseau 6 font saillie de la face 5 arrière du panneau 1, ce qui facilite le raccordement au reste du réseau.
En position paysage, comme illustré à la figure 2, où la ligne 16 représente la base de la toiture, les côtés 21 longitudinaux du cadre 2 s'étendent parallèlement à ladite ligne 16 de base de la toiture. Dans cette position paysage et à l’état dressé dans un plan vertical du panneau 1 avec l’entrée 7 de fluide du réseau 6 du canal de distribution 9 disposée en partie inférieure du panneau 1 pour une circulation ascendante du fluide à l’intérieur du canal de distribution 9, les canaux 11 longitudinaux d’absorption de chaleur se développent en suivant une pente ascendante depuis le canal de distribution 9 en direction du canal de collecte 10.
En position portrait, comme illustré à la figure 1 où les côtés 22 transversaux du cadre 2 s'étendent parallèlement à la ligne de base 16 de la toiture, le canal de distribution 9 s'étend le long du côté 22 transversal inférieur du cadre du panneau avec une pente ascendante depuis la partie de canal de distribution 9 équipée de l'entrée 7 du réseau en direction de l'extrémité opposée fermée et le second tracé 13 du canal de collecte 10 s'étend au contraire avec une pente descendante en direction de la sortie 8 du réseau équipant ledit canal de collecte 10. Les canaux 11 parallèles d'absorption de chaleur s'étendent quant à eux suivant la pente de la toiture. L'ensemble des canaux est donc vidangeable par gravité.
Pour parfaire l'ensemble, la face 4 avant du panneau 1 est formée par une plaque transparente ou translucide du genre vitre. Le réseau 6 de canaux est plaqué en sous-face d’une feuille thermiquement absorbante encore appelée absorbeur 14 et formée par exemple par une feuille en aluminium. La face 5 arrière du panneau 1 est formée par un matériau en feuille séparé du collecteur 3 solaire par un isolant 15 thermique. L'isolation 15 thermique peut être de la laine de verre et le matériau en feuille, une feuille d'aluminium. Le détail de cette réalisation ne sera pas décrit car il est bien connu à ceux versés dans cet art. Grâce au panneau tel que décrit ci-dessus, le poseur peut installer un tel panneau en toiture de manière traditionnelle avec les côtés transversaux ou longitudinaux du panneau s'étendant parallèlement à la ligne de base ou à la ligne de faîtage de la toiture tout en obtenant un panneau auto-vidangeable par écoulement gravitaire.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Panneau (1) solaire thermique comprenant un cadre (2) quadrangulaire de délimitation du bord périphérique du panneau (1) avec deux côtés (21) longitudinaux et deux côtés (22) transversaux, et un collecteur (3) solaire logé au moins partiellement à l’intérieur du cadre (2), entre les faces dites respectivement avant (4) et arrière (5) du panneau (1), ledit collecteur (3) solaire comprenant un réseau (6) de canaux pour une circulation d’un fluide dit caloporteur depuis une entrée (7) vers une sortie (8) dudit réseau (6), les canaux du réseau (6) comprenant un canal de distribution (9) équipé de l’entrée (7) de fluide du réseau (6), un canal de collecte (10) équipé de la sortie (8) de fluide du réseau (6) et des canaux (11) parallèles d’absorption de chaleur dits longitudinaux, s’étendant dans le sens dit de la longueur du panneau (1), et reliant entre eux le canal de distribution (9) et le canal de collecte (10), caractérisé en ce que les canaux (11) longitudinaux d’absorption de chaleur sont non parallèles aux côtés (21) dits longitudinaux du cadre (2) et en ce que les portions des canaux de distribution (9) et de collecte (10), sensiblement parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux (11) d’absorption de chaleur, sont non parallèles aux côtés (22) dits transversaux du cadre (2).
  2. 2. Panneau (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les canaux (11) longitudinaux d’absorption de chaleur forment avec les côtés (21) dits longitudinaux du cadre (2) un angle (a) au moins égal à 0,5 ° et de préférence compris entre 0,5° et 10°, et en ce que les portions des canaux de distribution (9) et de collecte (10), parallèles entre elles et reliées entre elles par lesdits canaux (11) d’absorption de chaleur, forment chacune avec un côté (22) dit transversal du cadre (2) un angle (β) au moins égal à 0,5 0 et de préférence compris entre 0,5° et 10°.
  3. 3. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal de distribution (9) tend, au niveau de la portion du canal de distribution (9), sensiblement parallèle au canal de collecte (10), et reliée au canal de collecte (10) par lesdits canaux (11) d’absorption de chaleur, à se développer de manière rectiligne depuis son extrémité équipée de l’entrée (7) de fluide du réseau (6) vers son extrémité opposée en s’écartant du côté (22) transversal du cadre (2) disposé le plus proche de ladite portion du canal de distribution (9) et en ce que le canal de collecte (10) tend, au niveau de la portion du canal de collecte (10) parallèle au canal de distribution (9) et reliée au canal de distribution (9) par lesdits canaux (11) d’absorption de chaleur, à se développer depuis son extrémité amont en direction de son extrémité aval, pris dans le sens de circulation du fluide à l’intérieur dudit canal de collecte (10), de manière rectiligne, en se rapprochant dudit côté (22) transversal du cadre (2) disposé le plus proche de ladite portion du canal de collecte (10).
  4. 4. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en position paysage et à l’état dressé dans un plan vertical du panneau (1) avec l’entrée (7) de fluide du réseau (6) du canal de distribution (9) disposée en partie inférieure du panneau (1) pour une circulation ascendante du fluide à l’intérieur du canal de distribution (9), les canaux (11) longitudinaux d’absorption de chaleur se développent en suivant une pente ascendante depuis le canal de distribution (9) en direction du canal de collecte (10).
  5. 5. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au-delà de la portion du canal de collecte (10) parallèle au canal de distribution (9) et reliée au canal de distribution (9) par lesdits canaux (11) d’absorption de chaleur, le canal de collecte (10) se développe en direction de la sortie (8) de fluide du réseau (6) en suivant un premier tracé (12) parallèle aux canaux (11) longitudinaux d’absorption de chaleur puis un deuxième tracé (13) parallèle au canal de distribution (9) pour un positionnement de la sortie (8) de fluide du réseau (6) en un emplacement voisin de l’entrée (7) de fluide du réseau (6) du canal de distribution (9).
  6. 6. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième tracé (13) s’étend parallèlement au plan contenant les canaux (11) d’absorption de chaleur.
  7. 7. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les entrée (7) et sortie (8) de fluide du réseau (6) font saillie de la face (5) arrière du panneau (1 ).
  8. 8. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face (4) avant du panneau (1) est formée par une plaque transparente ou translucide du genre vitre.
  9. 9. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réseau (6) de canaux est plaqué en sous-face d’une feuille absorbante encore appelée absorbeur (14) et formée, de préférence, par une feuille en aluminium.
  10. 10. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face (5) arrière du panneau (1) est formée par un matériau en feuille séparé du collecteur (3) solaire par un isolant (15) thermique.
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