FR3080674A1 - Capteur thermique solaire - Google Patents

Capteur thermique solaire Download PDF

Info

Publication number
FR3080674A1
FR3080674A1 FR1853606A FR1853606A FR3080674A1 FR 3080674 A1 FR3080674 A1 FR 3080674A1 FR 1853606 A FR1853606 A FR 1853606A FR 1853606 A FR1853606 A FR 1853606A FR 3080674 A1 FR3080674 A1 FR 3080674A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
enclosure
solar thermal
profile
thermal collector
translucent film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1853606A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3080674B1 (fr
Inventor
Jose Delpeyrou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Emv2
Original Assignee
Emv2
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emv2 filed Critical Emv2
Priority to FR1853606A priority Critical patent/FR3080674B1/fr
Publication of FR3080674A1 publication Critical patent/FR3080674A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3080674B1 publication Critical patent/FR3080674B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • F24S80/58—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by their mountings or fixing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/40—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • F24S80/52—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by the material
    • F24S80/525—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by the material made of plastics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

La présente invention a trait à un capteur thermique solaire (1) comportant une enceinte (2) isolée par une couche de matériau d'isolation thermique (5), l'enceinte (2) étant délimitée, d'une part, inférieurement et latéralement par un profilé (23), et d'autre part, supérieurement par une face supérieure (22) translucide assurant la pénétration de rayonnement solaire dans l'enceinte (2) qui est équipée d'un absorbeur calorifique (3) monté sur un échangeur (4) à fluide caloporteur. Selon l'invention, la face supérieure (22) est formée par un film translucide (220), le capteur thermique solaire (1) comportant des moyens d'accrochage (6) qui permettent de tendre le film translucide (220) et qui sont ménagés à la jonction entre la face supérieure (22) et le profilé (23). L'invention porte également sur un procédé de fabrication du capteur thermique solaire (1).

Description

Capteur thermique solaire
La présente invention s ' inscrit dans le domaine des énergies renouvelables et plus particulièrement dans le secteur des énergies solaires.
De manière connue, il existe au moins deux technologies de capteur solaire. Une première technologie de capteur solaire transforme les photons de la lumière en électricité au travers de panneaux photovoltaïques. Alors qu'une seconde technologie capte l'énergie solaire par rayonnement et la communique à un fluide caloporteur 10 par transfert de chaleur. Dans cette optique, cette technologie utilise des capteurs thermiques solaires également appelés collecteurs thermiques d'énergie solaire.
Ainsi, la présente invention se rapporte à un capteur thermique solaire.
De manière connue, il existe au moins trois types de capteur thermique solaire.
Un premier type de capteur thermique solaire décrit par exemple dans le document FR 2 523 698, consiste en une enceinte rigide de forme parallélépipédique comportant deux faces opposées l'une de 20 1'autre et formées respectivement par une plaque de verre trempé permettant de capter le rayonnement solaire. L'enceinte est. placée dans des conditions de pression inférieures à la pression atmosphérique de manière à générer un vide artificiel qui permet d'améliorer l'isolation de 1'enceinte contre les pertes thermiques 25 en convection. L'enceinte comprend un absorbeur calorifique couplé avec un échangeur à fluide caloporteur de manière à extraire l'énergie solaire par transfert de chaleur. Ce type de capteur thermique solaire présente l'inconvénient de nécessiter l'utilisation d'une pompe pour générer le vide à l'intérieur de 30 1'enceinte.
Un second 'type de capteur thermique solaire décrit par exemple dans les documents FR 2 457 449 et GB .2 457 701 consiste en une enceinte gonflable de forme parallélépipédique maintenue à une pression, déterminée qui est de préférence supérieure à la pression atmosphérique. Ce type de capteur thermique solaire récupère l'énergie solaire par un transfert de chaleur vers un échangeur à fluide caloporteur formé par un conduit en matériau souple. L'échangeur à fluide caloporteur est positionné entre deux panneaux gonflables de forme parallélépipédique qui constituent l'enceinte gonflable. La forme parallélépipédique de l'enceinte gonflable ne permet pas de chauffer l'enceinte de manière uniforme et présente un mauvais rendement d'absorption d'énergie solaire thermique.
Un troisième type de capteur thermique solaire consiste en une enceinte remplie d'un matériau d'isolation thermique tel que la laine de roche. L'enceinte est délimitée latéralement et inférieurement par un profilé et comporte une face supérieure délimitant supérieurement l'enceinte. La face supérieure est traditionnellement formée par une vitre rigide en verre. Le capteur thermique solaire est également équipé d'au moins un échangeur à fluide caloporteur qui est couplé avec un absorbeur calorifique. L'échangeur à fluide caloporteur et 1'absorbeur calorifique sont positionnés dans le matériau d'isolation qui permet de limiter les pertes d'énergie calorifique. De tels capteurs thermiques présentent de faible rendement d'absorption calorifique et un coût de fabrication élevé.
La présente invention cherche à optimiser le rendement d'absorption des capteurs solaires thermiques tout en réduisant leurs coûts de fabrication.
A cet effet, un premier aspect de l'invention se rapporte à un capteur thermique solaire comportant une enceinte isolée par une couche de matériau d'isolation thermique, l'enceinte étant délimitée, d'une part, inférieurement et latéralement par un profilé, et d'autre part, supérieurement par une face supérieure translucide assurant la pénétration de rayonnement solaire dans l'enceinte qui est équipée d'un absorbeur calorifique monté sur un échangeur à fluide caloporteur.
Le capteur thermique solaire se caractérise en ce que la face supérieure est formée par un film translucide, le capteur thermique solaire comportant des moyens d'accrochage qui permettent de tendre le film translucide et qui sont ménagés à la jonction entre la face supérieure et le profilé.
Selon une première caractéristique du premier aspect de l'invention, l'échangeur à fluide caloporteur et l'absorbeur calorifique reposent au moins partiellement sur la couche de matériau d'isolation thermique.
Selon une deuxième caractéristique du premier aspect de l'invention, les moyens d'accrochages comportent une gorge s'étendant longitudinalement alors que le film translucide est délimité latéralement par deux côtés opposés, chaque côté s'insérant longitudinalement dans une gorge.
Selon une troisième caractéristique du premier aspect de l'invention, le film translucide est équipé d'au moins un joint s'étendant longitudinalement et coopérant avec les moyens d'accrochage de manière à tendre et accrocher le film translucide.
Selon une quatrième caractéristique du premier aspect de l'invention, le film translucide est réalisé dans un matériau polymérique et/ou composite possédant des propriétés de transmittance de la lumière s'étalant du spectre UV au spectre IR.
Selon une cinquième caractéristique du. premier aspect de l'invention, le profilé comporte un fond opposé à la face supérieure de l'enceinte, et deux parois latérales qui s'étendent respectivement depuis le fond vers une bordure latérale libre. Dès lors, la couche d'isolation thermique s'étend dans le fond du profilé et couvre également au moins en partie chaque paroi latérale.
Selon une sixième caractéristique du premier aspect de l'invention, le capteur thermique solaire est monté rotatif sur un support de manière à optimiser, toute l'année, l'angle d'exposition de la face supérieure selon l'évolution périodique du rayonnement solaire incident.
En outre, un second aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un capteur thermique solaire selon le premier aspect de 1'invention.
Le procédé de fabrication se caractérise en ce qu'il comporte :
- une étape de profilage d'un profilé délimitant au moins partiellement l'enceinte et équipé de moyens d'accrochage de la face supérieure de l'enceinte ;
- une étape d'isolation de l'enceinte dans laquelle le profilé est équipé d'une couche de matériau d'isolation thermique ;
- une étape d'installation d'un échangeur à fluide caloporteur ;
- une étape de solidarisation d'un absorbeur calorifique sur l'échangeur à fluide caloporteur ; et
- une étape de fermeture de l'enceinte qui est réalisée par l'accrochage d'un film translucide aux moyens d'accrochage, le film translucide étant tendu entre chaque zone de jonction entre le profilé et la face supérieure de l'enceinte.
Plus particulièrement, l'étape de profilage du profilé est réalisée par une opération 'de formation mécanique à froid d'une bande métalligue.
D'autres particularités et avantages apparaîtront dans la description détaillée qui suit d'un exemple de réalisation, non. limitatif, de l'invention qui est illustré par les figures placées en annexe et dans lesquelles :
- la figure 1 est une représentation d'une installation comportant quatre capteurs thermiques solaires conformes à un exemple de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une représentation d'une coupe transversale d'un capteur thermique solaire de la figure 1 ;
- la figure 3 est une représentation en perspective d'une vue éclatée d'un capteur thermique solaire de la figure 1 ;
- la figure 4 est une représentation d'une coupe transversale des moyens d'accrochage de la face supérieure d'un capteur thermique de la figure 1 ;
- la figure 5 est une représentation en perspective d'une extrémité d'un capteur thermique solaire de la figure 1 ;
- la figure 6 est une représentation d'une coupe transversale d'un capteur thermique solaire de la figure 1, le capteur thermique solaire étant associé à un support mural ;
- la figure 7 est une représentation d'une coupe transversale d'un capteur thermique solaire de la figure 1, le capteur thermique solaire étant associé à un support vertical ; et
- la figure 8 est une représentation d'un procédé de fabrication d'un capteur thermique solaire de la figure 1.
La présente invention concerne un capteur thermique solaire 1 comportant une enceinte 2 équipée d'un absorbeur calorifique 3 monté sur un échangeur 4 à fluide caloporteur. De préférence, l'enceinte 2 est hermétique à l'air et l'eau.
Comme illustré aux figures 1 à 3 et 5 à 8, 1 ' enceinte 2 s'étend selon une direction longitudinale et présente une section de forme parallélépipédique. Ici, l'enceinte 2 s'étend longitudinalement depuis une première extrémité 20 vers une seconde extrémité 21. L'enceinte 2 est adaptée à capter le rayonnement solaire et le transformer en énergie calorifique, A cet effet, l'enceinte 2 possède une face supérieure 22 translucide qui assure la pénétration de rayonnement solaire dans l'enceinte 2.
Plus particulièrement, l'enceinte 2 comprend un profilé 23 qui délimite inférieurement et latéralement 1 'enceinte 2. De préférence, le profilé 23 est réalisé dans un matériau métallique tel que l'acier. A titre indicatif, le profilé 23 peut être formé dans une bande métallique profilée qui présente une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 1 mm.
Le profilé 23 comporte un fond 24 et deux parois latérales 25. Les deux parois latérales 25 s'étendent respectivement depuis le fond 24 vers une bordure latérale libre 26.
De manière remarquable, le fond 24 forme, avec chaque paroi latérale 25, un angle interne « dont la valeur est comprise entre 88° et 97 et de préférence la valeur de l'angle interne a est comprise entre 90° et 95°.
Alors que le capteur thermique solaire 1 peut s'étendre longitudinalement sur une longueur comprise entre 1000 mm et 30 000 mm, le fond 24 peut présenter une largeur comprise entre 100 mm et 900 mm, de préférence, le fond 24 présente une largeur comprise entre 250 mm et 600 mm. Parallèlement, les parois latérales 25 peuvent s'étendre sur une hauteur comprise entre 30 mm et 500 mm, et de préférence les parois latérales 25 peuvent s'étendre sur une hauteur comprise entre 30 mm et 100 mm.
Le profilé 23 est par ailleurs équipé de deux bordures latérales libres 26 opposées qui s'étendent parallèlement l'une à l'autre selon une direction longitudinale, Ici, chaque bordure latérale· libre 26 est disposée à l'extrémité libre de chaque paroi latérale et s'étend selon la direction longitudinale dans laquelle s'étend l'enceinte 2.
En outre, l'absorbeur calorifique 3 est réalisé de manière classique dans un métal ou alliage de métaux facilitant un transfert d'énergie calorifique vers le 1'échangeur 4 à fluide cal©porteur.
Typiquement l'échangeur calorifique 4 est formé par au moins un conduit 40 véhiculant un fluide caloporteur tel que l'eau. Le conduit traverse longitudinalement l'enceinte 2 d'une première extrémité 20 à une seconde extrémité 21. De cette manière, le fluide qui parcourt le conduit 40 absorbe l'énergie calorifique transmise par 1 'absorbeur calorifique 3.
De préférence comme illustré aux figures 2, 3, 6, 7 et 8, l'échangeur calorifique 4 comprend au moins un conduit 40 disposé selon au moins un aller et -retour. Ici, le conduit 40 pénètre dans l'enceinte 2 au niveau de sa première extrémité 20 et s'étend longitudinalement entre chaque extrémité 20, 21 de l'enceinte 2.
La disposition en aller et retour d'un conduit 40 permet d'augmenter le rendement d'absorption d'énergie calorifique du fluide traversant.
De façon à maintenir le caractère hermétique de l'enceinte 2, un, bouchon 200 est disposé à chaque extrémité 20, 21 de l'enceinte 2.
Comme illustré aux f igures 3, 6 et 7, au moins deux orifices 201 sont ménagés dans le bouchon 200 de manière à ce qu'un conduit 40 puisse pénétrer et sortir de l'enceinte 2. Le caractère hermétique de l'enceinte 2 est conféré par l'ajustement de que chaque orifice 201 au conduit 40. Dans cet optique, le bouchon 200 peut être réalisé dans un matériau présentant des propriétés d'élasticité corne le caoutchouc ou l'EPDM.
Typiquement, lorsqu'un premier segment du conduit 40 pénètre dans l'enceinte 2, il véhicule un fluide caloporteur non chargé en énergie calorifique. Le premier segment mène un fluide caloporteur non chargé en énergie calorifique depuis une source de ce fluide vers 1'enceinte 2.
A l'inverse, lorsqu'un deuxième segment du conduit 40 sort de l'enceinte 2, le fluide caloporteur véhiculé est chargé en énergie calorifique. Le deuxième segment mène ce fluide caloporteur chargé en énergie calorifique vers un réservoir isolé thermique et/ou vers une génératrice d'électricité adaptée.
Comme illustré aux figures 2 et 3, afin, d'éviter toute perte d'énergie calorifique, l'enceinte 2 est isolée par une couche d'isolation thermique 5. La couche d'isolation thermique 5 peut être réalisée dans un matériau d'isolation thermique tel que la laine de roche. Ici, la laine de roche se présente sous la forme de panneaux semi-rigides.
Dans cet exemple, la couche d'isolation thermique 5 s'étend dans le fond 24 du profilé 23 et couvre également au moins en partie chaque paroi latérale 25. De préférence, la couche en matériau isolant 5 recouvre chaque paroi latérale 25 depuis le fond 24 jusqu'à une bordure latérale libre 26.
Ainsi, la couche d'isolation thermique 5 comporte une base 50 disposée dans le fond 24 du profilé 23. La couche de matériau isolant 5 comporte également deux branches 51 qui recouvrent au moins partiellement les parois latérales 25 du profilé 23. Les deux branches 51 s'étendent respectivement de part et d'autre de la base 50 en direction d'une extrémité 52 de la couche de matériau isolant. Une portion externe de l'extrémité 52 est au contact d'un bord latéral libre 26. Dans le même temps, une portion interne de l'extrémité 52 comporte un biseau 53 de manière à optimiser l'angle de pénétration du rayonnement solaire dans 1'enceinte 2.
Il est à noter que la couche d'isolation thermique 5 contribue également à isoler thermiquement 1'absorbeur calorifique 3 et l'échangeur 4 à fluide caloporteur. A ces fins, l'échangeur 4 à fluide caloporteur et 1'absorbeur calorifique 3 reposent au moins partiellement sur la couche d'isolation thermique 5.
Dans cette optique, un sillon 54 est ménagé au niveau de la face supérieure de la base 50 de la couche d'isolation thermique 5. Le sillon 54 est adapté à accueillir au moins un conduit 40 de l'échangeur 4 à fluide caloporteur.
De surcroît, afin d'optimiser le coefficient d'absorption du rayonnement solaire, la face supérieure 22 est formée par un film translucide 220. Ici, le film translucide 220 s'étend longitudinalement entre chaque extrémité 20, 21 de l'enceinte 2.
Le film translucide 220 est délimité latéralement par deux côtés 221, 222 opposés et parallèles l'un à l'autre et qui s'étendent respectivement selon une direction longitudinale.
Le film translucide 220 coopère avec le profilé 23 et les bouchons 200 de manière à assurer l'étanchéité à l'air et à l'eau de l'enceinte 2 du capteur thermique solaire 1.
Dans l'exemple de la figure 2, une chambre à effet de serre 27 est délimitée supérieurement par la face supérieure 22. Dans le même temps, la couche d'isolation thermique 5 délimite inférieurement et latéralement la chambre à effet de serre 27. Plus précisément, la base 50, sur laquelle repose l'échangeur 4 à fluide caloporteur et 1'absorbeur calorifique 3, délimite inférieurement la chambre à effet de serre 27, alors que les branches 51 la délimitent latéralement.
La chambre à effet de serre 27 comporte un gaz de préférence sous pression atmosphérique qui permet de piéger le rayonnement solaire et d'accumuler l'énergie calorifique du rayonnement solaire. De préférence, la chambre à effet de serre 27 comporte de l'air à pression atmosphérique.
Il est à noter que la. couche d'isolation thermique 5 délimitant au moins partiellement la chambre à effet de serre 27 contribue à accumuler l'énergie calorifique en limitant les pertes calorifiques.
Dans cet exemple, le film translucide 220 peut être réalisé dans un. matériau polymérique et/ou composite. Le choix du type de matériaux peut être opéré en fonction de plusieurs paramètres qui sont liés à. ses propriétés physico-chimique et optique. De préférence, le choix, du type de matériaux peut être opéré en fonction de sa transmittance du rayonnement solaire à de faibles épaisseurs. Le choix du type de matériaux peut également être réalisé en f onction de ses propriétés d'allongement à la rupture..
Des polymères tels que le polyuréthane, le polycarbonate ou les fluoro-polymères sont susceptibles de réunir des propriétés mécaniques et optiques recherchées.
Plus particulièrement, les fluoro-polymères offrent d'excellentes propriétés optiques de transmittance de la lumière. En effet, le spectre de transmittance des fluoro-polymères s'étalent depuis le spectre W jusqu'au spectre IR.
Ceci constitue un. avantage par rapport au verre qui possède une faible transmittance dans les spectres W et IR. De manière connue, les rayonnements UV et IR transmettent une plus grande énergie calorifique que la lumière du visible. En ce sens, les propriétés de transmittance des fluoro-polymères permettent d'optimiser le rendement du capteur thermique solaire 1 en augmentant le captage de l'énergie calorifique disponible dans le spectre du rayonnement solaire.
De préférence, le film translucide 220 est réalisé par des fluoropolymères tels que l'éthylène tétrafluoroéthylène encore appelé « ETFE » et commercialisé sous la marque « Teflon », ou le fluor éthylène-propylène encore appelé « FEP ».
Comme illustré aux figures 2 à 5, le capteur thermique solaire 1 comprend des moyens d'accrochage 6 du film translucide 220. Les moyens d'accrochage 6 permettent d'accrocher le film translucide 220 au profilé 23. Les moyens d'accrochage 6 assurent également une mise sous tension du film translucide 220 évitant gu' il ne vibre ou ne s'affaisse en fonction la pression externe qui s'exerce sur lui. En effet, un film translucide 220 tendu permet de limiter des variations volumétriques de la chambre à effet de serre 27 et donc d'optimiser l'accumulation d'énergie calorifique.
Dans cet exemple, les moyens d'accrochage 6 sont ménagés à la
Jonction entre chaque bordure latérale libre 26 et le film translucide 220. Le film translucide 220 est dimensionné de manière à être mis sous tension entre chaque bordure latérale libre 26. Plus particulièrement, les moyens d'accrochage 6 comportent une gorge 60 s'étendant longitudinalement au niveau de chaque bordure latérale libre 26. En pratique, chaque côté 221,
222 du film translucide 220 s'insère longitudinalement dans une gorge 60.
Afin d'optimiser l'accrochage du film translucide 220 chacun de ses côtés 221, 222 est équipé d'au moins un Joint 223 coopérant avec les moyens d'accrochage 6. A cet effet, le Joint 223 est adapté à être inséré dans la gorge 60 et à maintenir le film translucide 220 tendu par rétention mécanique. De préférence, le 20 j oint 223 s ' étend longi tudinalement sur chaque côté 221, 222 du film translucide 220.
Dans l'exemple illustré à la figure 4, les moyens d'accrochage 6 comportent au moins une rainure 61 adaptée à s'emboîter avec une bordure latérale libre 26. Ici, les moyens d'accrochage 6 comportent deux rainures 61 qui s'étendent longitudinalement et sont respectivement solidarisées à un côté 221, 222 du film translucide 220. Afin de s'emboîter sur une bordure latérale libre 26, chaque rainure 61 comporte une section transversale en forme de crochet. De préférence, chaque rainure 61 est réalisée dans un matériau rigide tel qu'un polymère thermo formable. Ici, le Joint
223 est solidarisé à la face supérieure 224 du film translucide 220. Le Joint 223 peut être réalisé sous forme d'une bande en matériau souple tel que le caoutchouc ou l'EPDM.
De plus, les moyens d'accrochage 6 comportent une baguette 35 profilée 62 dont la section transversale forme une· mâchoire. De préférence, la baguette profilée 62 est réalisée dans un métal tel que l'acier. Chaque baguette profilée 62 est disposée au niveau de chaque bordure latérale libre 26 et permet de solidariser le film translucide 220 au profilé 23. En pratique, la baguette profilée
62 enserre la rainure 61 sur la bordure latérale libre 26. Il est à noter que le joint 223 disposé sur la face supérieure 224 est également enserré par la baguette profilée 62 qui coopère avec la bordure latérale libre 26 pour former une gorge 60. Le joint 223 joue un rôle de protecteur du côté 221, 222 du film translucide 10 220 où il est disposé.
Comme illustré aux figures 1 et 7, l'objectif d'améliorer l'absorption de l'énergie calorifique du rayonnement solaire, le capteur thermique solaire 1 est monté rotatif sur un support 7. De cette façon, il est possible de régler 1'angle d'exposition de la 15 face supérieure 22 du capteur thermique solaire 1 en fonction de l'évolution périodique du rayonnement solaire incident.
A ces fins, le capteur thermique solaire 1 comporte au moins une patte 8 de section complémentaire du profilé 23. L'enceinte 2 est assemblée par emboîtement sur chaque patte 8 à la manière d'un 20 clip. Ainsi, les pattes 8 ne sont pas solidarisées de manière rigide à l'enceinte 2. Cette caractéristique favorise un coulissement de l'enceinte 2 par rapporta •chaque patte 8 qui peut être induit par une dilation de 1 ' enceinte 2 et notamment du profilé 23. Une telle caractéristique permet de concevoir des 25 capteurs de grandes longueurs sans risque de déformation mécanique de leur structure en fonction des conditions atmosphériques.
La patte 8 est montée rotative sur le support 7 au travers d'un axe 80. La variation de l'angle d'inclinaison du capteur thermique solaire 1 est imposée par une rainure radiale 81 qui coopère avec 30 une butée 70 solidaire du support 7. Avantageusement, le support 7 peut être plusieurs types afin que le capteur thermique solaire 1 puisse être installé selon plusieurs configurations.
Les figures 6 et 7 illustrent en partie la variabilité du support
7, ainsi dans· l'exemple de la figure 6 le support 7 est de type 35 mural et permet d'installer un capteur thermique solaire 1 contre un mur, une surface verticale, voire une surface inclinée. A l'inverse dans l'exemple de la figure 7, le support 7 est de type poutre et permet d'installer un capteur thermique solaire 1 dans le cas d'une surface horizontale telle que le sol ou un toit terrasse. Un support 7 de type poutre peut- également être utilisé pour installer un capteur thermique solaire 1 sur une surface inclinée.
La demanderesse a également développé un procédé de fabrication de manière à pouvoir produire de préférence le capteur thermique 10 solaire 1 sur son site d'installation. Ce procédé de fabrication présente également l'avantage d'être .rapide et peu onéreux tant d'un point de vue de la main d'œuvre que· des· matériaux utilisés.
Comme illustré à la figure 8, le procédé de fabrication du capteur thermique solaire 1 comporte une étape de profilage du profilé 23 15 qui délimite au moins partiellement l'enceinte 2. Les bordures latérales libres 25 sont également formées lors cette étape de profilage et peuvent comporter des moyens d'accrochage 6 de la face supérieure 22 de l'enceinte 2. De préférence, l'étape de profilage du profilé 23 est réalisée par une opération de 20 formation mécanique à froid d'une bande métallique.
Selon une possibilité de l'invention, lors de son profilage, le profilé 23 peut présenter un angle interne « entre chaque paroi latérale 25 et son fond 24 qui comporte une valeur comprise entre 94° et 102e, et de préférence l'angle interne a comporte une 25 valeur comprise entre 95° et 100°.
Le procédé de fabrication comporte une étape d'isolation de l'enceinte 2 dans laquelle le profilé 23 est équipé d'une couche de matériau d'isolation 5. Comme évoqué précédemment, lorsque la couche de matériau d'isolation 5 est réalisée par un panneau semi30 rigide de laine de roche, une opération de découpe permet de façonner la base 50, les branches 51, le biseau 53 et le sillon 54 de la couche de matériau d'isolation 5.
Le procédé de fabrication comporte une étape d'installation de. l'échangeur 4 à fluide caloporteur. Lorsqu'un sillon 54 est ménagé dans la base 50 de la couche de matériau d'isolation 5, l'échangeur 4 à fluide caloporteur est inséré dans ce sillon 54.
Le procédé de fabrication une étape de solidarisation de l'absorbeur calorifique 3 à l'échangeur 4 à fluide caloporteur.
Par exemple, l'absorbeur calorifique 3 peut être soudé à l'échangeur 4 à fluide caloporteur. Dans ce cas, on préférera recourir à une technique de soudure à ultrasons pour solidariser l'absorbeur calorifique 3 à l'échangeur 4 à fluide caloporteur. En effet, la soudure à ultrason permet d'assembler l'échangeur 4 à fluide caloporteur et l'absorbeur calorifique 3 en continu sur de grandes longueurs.
Le procédé de fabrication comporte une étape de fermeture de l'enceinte 2 qui présente une opération d'accrochage du film translucide 220 au profilé 23 via les moyens d'accrochage 6.
L'opération d'accrochage peut être réalisée par insertion de chaque côté 221, 222 du film translucide 220 dans une gorge 60 disposée au niveau de chaque bordure latérale libre 26.
Afin de faciliter l'opération d'accrochage, il est possible d'appliquer une contrainte sur les parois latérales 25 du profilé 23. Cette contrainte vise à diminuer temporairement la valeur de l'angle interne a afin faciliter l'accroche du film translucide 220 avec les moyens d'accrochage 6. Les parois latérales 26 sont libérées de la contrainte après que chaque côté 221, 222 du film translucide 220 ait été accroché aux moyens d'accrochage 6. Avantageusement, lorsque les parois latérales 25 sont libérées' de leur contrainte, elles tendent à retrouver leur position, initiale, alors que le film translucide 220 s'oppose à ce retour en appliquant de par sa tension une traction entre chaque bordure latérale libre 26 du profilé 23. Cette caractéristique contribue avantageusement à maintenir le film translucide 220 sous tension.
L'étape de fermeture de l'enceinte 2 comporte une opération d'étanchéisation de l'enceinte 2 par ajout à chacune de ses extrémités 20, 21 d'un bouchon 200.

Claims (8)

  1. Revendications
    1. Capteur thermique solaire (1) comportant une enceinte (
  2. 2) isolée par une couche de matériau d'isolation thermique (5) , l'enceinte (2) étant délimitée, d'une part, inférieurement et
    5 latéralement par un. profilé (23) , et d'autre part , supérieurement par une face supérieure (22) translucide assurant la pénétration de rayonnement solaire dans l'enceinte (2) qui est équipée d'un absorbeur calorifique (3) monté sur un échangeur (4) à fluide caloporteur, caractérisé en ce que la
    10 face supérieure (22) est formée par un film translucide (220), le capteur thermique solaire (1) comportant des moyens d'accrochage (6) qui permettent de tendre le film translucide (220) et qui -sont ménagés à la Jonction entre la face supérieure (22) et le profilé (23).
    15 2. Capteur thermique solaire (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'échangeur (4) à fluide caloporteur et
    1'absorbeur calorifique (3) reposent au moins partiellement sur la couche de matériau d'isolation thermique (5).
  3. 3. Capteur thermique solaire (1) selon l'une des revendications 1
    20 et 2, caractérisé en ce que les moyens d'accrochages (6) comportent une gorge (60) s'étendant longitudinalement alors que le film translucide (220) est délimité latéralement par deux côtés opposés (221, 222), chaque côté (221, 222) s'insérant longitudinalement dans une gorge (60).
    25
  4. 4. Capteur thermique solaire (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le film translucide (220) est équipé d'au moins un joint (223) s'étendant longitudinalement et coopérant avec les moyens d'accrochage (6) de manière à tendre et accrocher le .film translucide (220).
    30 5. Capteur thermique solaire (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le film translucide (220) est réalisé dans un matériau polymérique et/ou composite possédant des propriétés de transmittance de la lumière s'étalant du spectre UV au spectre IR.
    35 6. Capteur thermique solaire (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le profilé (23) comporte un fond (24) opposé à la face supérieure (22) de l'enceinte (2), et deux parois latérales (25) qui s'étendent respectivement depuis le fond (24) vers une bordure latérale libre (26).
    7. Capteur thermique solaire (1) selon la revendication 6,
  5. 5 caractérisé en ce que la couche d'isolation thermique (5) s'étend dans le fond du profilé (23) et couvre également au moins en partie chaque paroi latérale (25).
  6. 8. Capteur thermique solaire (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est monté rotatif sur un support
    10 (7) de manière à optimiser, toute l'année, l'angle d'exposition de la face supérieure (22) selon l'évolution périodique du rayonnement solaire incident.
  7. 9. Procédé de fabrication d'un capteur thermique solaire (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il
    15 comporte :
    - une étape de profilage d'un profilé (23) délimitant au moins partiellement l'enceinte (2) et équipé de moyens d'accrochage (6) de la face supérieure' (22) de l'enceinte (2) ;
    - une· étape d'isolation de l'enceinte (2) dans laquelle le
    20 profilé (23) est équipé d'une couche de matériau d'isolation thermique(5) ;
    - une étape d'installation d'un échangeur (4) à fluide caloporteur ;
    - une étape de solidarisation d'un absorbeur calorifique (3)
    25 sur l'échangeur (4) à fluide caloporteur ; et
    - une étape de fermeture de l'enceinte (2) qui est réalisée par l'accrochage d'un film translucide (220) aux moyens d'accrochage (6), le film translucide (220) étant tendu entre chaque zone de jonction entre le profilé (23) et la face
    30' supérieure (22) de l'enceinte (2) .
  8. 10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape de profilage du profilé (23) est réalisée par une opération de formation mécanique à froid d'une bande métallique.
FR1853606A 2018-04-25 2018-04-25 Capteur thermique solaire Active FR3080674B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1853606A FR3080674B1 (fr) 2018-04-25 2018-04-25 Capteur thermique solaire

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1853606A FR3080674B1 (fr) 2018-04-25 2018-04-25 Capteur thermique solaire
FR1853606 2018-04-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3080674A1 true FR3080674A1 (fr) 2019-11-01
FR3080674B1 FR3080674B1 (fr) 2020-09-25

Family

ID=63143244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1853606A Active FR3080674B1 (fr) 2018-04-25 2018-04-25 Capteur thermique solaire

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3080674B1 (fr)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3174915A (en) * 1962-07-16 1965-03-23 Du Pont Air supported solar still
US4194491A (en) * 1977-05-17 1980-03-25 Randall Eugene J Solar collector panel
US4215674A (en) * 1978-05-18 1980-08-05 Thermal Dynamics, Inc. Radiant electromagnetic energy collector
US4261330A (en) * 1979-03-07 1981-04-14 Reinisch Ronald F Solar heat collector
WO1981001189A1 (fr) * 1979-10-29 1981-04-30 D Skillman Collecteur d'energie solaire
FR2469516A1 (fr) * 1979-11-15 1981-05-22 Flandin Bletry Jacques Lame brise-soleil pour l'equipement de batiments
NL8304155A (nl) * 1983-12-02 1985-07-01 En Besparende Systemen B V Zonne-energiesysteem.
US5071243A (en) * 1990-03-19 1991-12-10 Bronstein Allen I Tensioned cover for parabolic reflector
DE10210070A1 (de) * 2002-03-08 2003-09-18 Industrieprodukte Und Technolo Sonnenkollektor
WO2011146975A1 (fr) * 2010-05-26 2011-12-01 First Green Park Pty Ltd Structure d'élément de distillateur solaire
US20120060831A1 (en) * 2009-02-13 2012-03-15 Matalon Energy, Llc Parabolic solar collector

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3174915A (en) * 1962-07-16 1965-03-23 Du Pont Air supported solar still
US4194491A (en) * 1977-05-17 1980-03-25 Randall Eugene J Solar collector panel
US4215674A (en) * 1978-05-18 1980-08-05 Thermal Dynamics, Inc. Radiant electromagnetic energy collector
US4261330A (en) * 1979-03-07 1981-04-14 Reinisch Ronald F Solar heat collector
WO1981001189A1 (fr) * 1979-10-29 1981-04-30 D Skillman Collecteur d'energie solaire
FR2469516A1 (fr) * 1979-11-15 1981-05-22 Flandin Bletry Jacques Lame brise-soleil pour l'equipement de batiments
NL8304155A (nl) * 1983-12-02 1985-07-01 En Besparende Systemen B V Zonne-energiesysteem.
US5071243A (en) * 1990-03-19 1991-12-10 Bronstein Allen I Tensioned cover for parabolic reflector
DE10210070A1 (de) * 2002-03-08 2003-09-18 Industrieprodukte Und Technolo Sonnenkollektor
US20120060831A1 (en) * 2009-02-13 2012-03-15 Matalon Energy, Llc Parabolic solar collector
WO2011146975A1 (fr) * 2010-05-26 2011-12-01 First Green Park Pty Ltd Structure d'élément de distillateur solaire

Also Published As

Publication number Publication date
FR3080674B1 (fr) 2020-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2366196A1 (fr) Dispositif de support de panneaux de cellules photovoltaïques, système de support et ensemble installé
EP3129562B1 (fr) Ensemble d'isolation thermique incluant des panneaux piv et procédé d'assemblage d'un tel ensemble
FR2943369A1 (fr) Profile et systeme de fixation et d'etancheite pour la realisation d'une toiture solaire, et toiture solaire obtenue
WO2012107664A1 (fr) Espaceur, connecteur et vitrage isolant
EP0564357B1 (fr) Dispositif pour capter l'énergie solaire et la transférer sur un milieu récepteur à chauffer
FR2926312A1 (fr) Installation composee d'une pluralite de panneaux et entretoise reliant deux panneaux successifs
EP2486601A2 (fr) Couverture photovoltaïque prefabriquee integrable
WO2012156624A1 (fr) Installation solaire à concentration linéaire et réflecteur secondaire pouvant être utilisé dans une telle installation
FR3080674A1 (fr) Capteur thermique solaire
FR2917158A1 (fr) Systeme de capteur atmospherique sans vitrage couple a une pompe a chaleur
EP2775062A1 (fr) Dispositif d'isolation thermique par l'extérieur d'une paroi de bâtiment et procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif
EP2715244B1 (fr) Recepteur pour centrale solaire a duree de vie allongee
EP1709370A1 (fr) Capteur solaire thermique a air
EP2753884B1 (fr) Dispositif thermique avec guide de lumiere
FR3075328A1 (fr) Collecteur thermique d'energie solaire
FR2463903A1 (fr) Element chauffant solaire et procede de fabrication d'une lentille pour cet element
EP1496320A1 (fr) Capteur thermique solaire plan de faible épaisseur
EP3800408A1 (fr) Capteur solaire thermique modulaire
WO2011092622A2 (fr) Module de production d'énergie mixte photovoltaïque et thermique à partir du rayonnement solaire, et installation équipée de tels modules
FR3017195A1 (fr) Reflecteur secondaire pour centrale solaire a concentration lineaire
FR3040473B1 (fr) Dispositif de solidarisation notamment d'un echangeur thermique a un panneau photovoltaique, systeme solaire hybride obtenu et procede d'obtention du systeme solaire hybride
FR3104242A1 (fr) Capteur thermique solaire, panneau thermique solaire et procédé de chauffage d’un bâtiment avec stockage calorifique intégré.
FR2935786A1 (fr) Capteur solaire thermique
FR2466582A1 (fr) Elements modulaires de toiture pour la captation de l'energie solaire et procede de fabrication de ces elements
FR2945304A1 (fr) Toiture ondulee munie d'un dispositif de recuperation de l'energie solaire photovoltaique et thermique.

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20191101

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7