FR3097619A1 - CHAUFFE-EAU SOLAIRE, TOITURE ET TRoNCON DE ROUTE ASSOCIES - Google Patents

CHAUFFE-EAU SOLAIRE, TOITURE ET TRoNCON DE ROUTE ASSOCIES Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un chauffe-eau conformé pour assurer le chauffage de l’eau par énergie solaire, le chauffe-eau comprenant un corps (2) à base de bitume et au moins un canal d’écoulement conformé en serpentin (5) en matériau thermiquement conducteur, le canal d’écoulement circulant dans le corps à base de bitume entre une entrée (6) et une sortie (7) du chauffe-eau. L’invention concerne également une toiture ainsi qu’un tronçon de route équipé d’un tel chauffe-eau. FIGURE DE L’ABREGE: Fig. 1

Description

CHAUFFE-EAU SOLAIRE, TOITURE ET TRoNCON DE ROUTE ASSOCIES
L’invention concerne un chauffe-eau conformé pour assurer le chauffage de l’eau par énergie solaire.
L’invention concerne également une toiture équipée d’un tel chauffe-eau ainsi qu’un tronçon de route équipé d’un tel chauffe-eau.
ARRIERE PLAN DE L’INVENTION
Que ce soit dans le domaine industriel ou le domaine domestique un chauffe-eau est utilisé pour chauffer de l’eau à l’aide d’une source d’énergie électrique ou thermique par exemple solaire. Dans ce dernier cas, le chauffe-eau est alors équipé d’un ou plusieurs panneaux solaires.
Bien qu’efficace, ce type de chauffe-eau solaire est relativement coûteux à fabriquer et à entretenir notamment du fait qu’il soit assez fragile.
OBJET DE L’INVENTION
Un but de l’invention est de proposer un chauffe-eau simple et peu coûteux à la fabrication comme à l’entretien.
En vue de la réalisation de ce but, l’invention a pour objet un chauffe-eau conformé pour assurer le chauffage de l’eau par énergie solaire, le chauffe-eau comprenant un corps à base de bitume et au moins un canal d’écoulement conformé en serpentin en matériau thermiquement conducteur, le canal d’écoulement circulant dans le corps à base de bitume entre une entrée et une sortie du chauffe-eau.
De la sorte, le corps à base de bitume est chauffé par le soleil soit par rayonnement (lorsque le chauffe-eau est directement exposé au soleil) soit par conduction (lorsque le chauffe-eau est par exemple intégré dans une route ou à l’intérieur d’une toiture elles-mêmes exposées aux rayons du soleil) assurant par échanges thermiques un chauffage du serpentin et donc de l’eau circulant dans le canal d’écoulement.
On permet en conséquence un chauffage de l’eau par un chauffe-eau simple et robuste.
En outre un tel chauffe-eau peut être fabriqué facilement et à moindre coût par un particulier. Ainsi, un particulier peut facilement se procurer les différents éléments constituant le chauffe-eau.
Le chauffe-eau s’avère en outre efficace notamment grâce à l’utilisation du corps à base de bitume. L’inventeur a ainsi pu mettre au point un prototype dans lequel l’eau entrant dans le chauffe-eau à température ambiante ressort dudit chauffe-eau à au moins 70 degrés Celsius.
Selon un mode de réalisation particulier, le corps est conformé en un panneau.
Selon un mode de réalisation particulier, la largeur du corps est comprise entre 80 et 90 % de la longueur du corps.
Selon un mode de réalisation particulier, le canal d’écoulement, l’entrée et la sortie sont d’une seule pièce.
Selon un mode de réalisation particulier, le canal d’écoulement est plan.
Selon un mode de réalisation particulier, le canal d’écoulement s’étend parallèlement à au moins une face du corps.
Selon un mode de réalisation particulier, le canal d’écoulement est agencé sensiblement au centre du corps.
Selon un mode de réalisation particulier, le canal d’écoulement est à base de métal.
Selon un mode de réalisation particulier, le corps est multicouche.
Selon un mode de réalisation particulier, le corps comporte au moins une membrane d’étanchéité.
Selon un mode de réalisation particulier, le corps comporte au moins une couche sous forme d’un bardeau bitumé, un tissu bitumé ou un plastique bitumé.
L’invention concerne également une toiture équipée d’un tel chauffe-eau.
L’invention concerne également un tronçon de route équipée d’un tel chauffe-eau.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation particulier non limitatif de l’invention.
L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence aux figures schématiques annexées parmi lesquelles :
la figure 1 est une vue en perspective, partiellement écorchée, d’un chauffe-eau selon un mode de réalisation particulier de l’invention,
la figure 2 est une vue de dessus en coupe du chauffe-eau illustré à la figure 1,
la figure 3 est une vue en coupe transversale du chauffe-eau illustré à la figure 1.
En référence aux figures 1 à 3, le chauffe-eau, généralement désigné en 1, selon un mode de réalisation particulier de l’invention comprend un corps 2 à base de bitume.
Selon une première variante, le corps 2 est monocouche. Le corps 2 comporte par exemple une seule couche de bitume ou bien comporte une seule couche d’une composition comprenant du bitume (par exemple la composition est du béton bitumineux soit un mélange de bitume et par exemple de sable et de graviers).
Selon une deuxième variante, le corps 2 est multicouche. Le corps 2 comporte par exemple au moins une couche de bitume et/ou au moins une couche d’une composition comprenant du bitume (par exemple la composition est du béton bitumineux soit un mélange de bitume et par exemple de sable et de graviers).
De façon particulière ici, le corps 2 comporte une première épaisseur 11 à base de bitume et une deuxième épaisseur 12 à base de bitume. Au moins l’une des épaisseurs est un bardeau bitumé (soit une structure en fibres de verre recouverte sur l’un ou ses deux faces de bitume ou enrobée de bitume), un tissu bitumé (soit une structure en tissu comme du feutre recouverte sur l’un ou ses deux faces de bitume ou enrobée de bitume) ou bien encore un plastique bitumé (soit une structure en matière plastique recouverte sur l’un ou ses deux faces de bitume ou enrobée de bitume).
Les deux épaisseurs 11, 12 sont ici identiques en forme et en composition. Les deux épaisseurs 11 et 12 sont fixées entre elles par exemple par collage à froid (à l’aide d’une colle typiquement), par collage à chaud (à l’aide d’un chalumeau typiquement pour une soudure à chaud) ou par tout autre moyen par exemple par clouage. De la sorte, les deux épaisseurs 11 et 12 forment conjointement un ensemble unitaire qu’est le corps 2.
Le corps 2 est par exemple conformé en un panneau soit un parallélépipède rectangle de faible épaisseur. Le corps 2 présente ainsi une première face principale 3 et une deuxième face principale 4 opposée et parallèle à la première face principale, quatre faces latérales assurant la jonction entre les deux faces principales 3, 4.
De façon particulière, la largeur du corps 2 est comprise entre 1 et 2 mètres.
De façon particulière, la longueur du corps 2 (plus importante dans tous les cas que la largeur du corps 2) est comprise entre 1 et 2 mètres.
Selon un mode de réalisation particulier, la hauteur du corps 2 est comprise entre 2 et 10 centimètres.
Le chauffe-eau 1 comporte également au moins un conduit d’écoulement circulant dans le corps 2 entre une entrée 6 et une sortie 7 du chauffe-eau, entrée 6 et sortie 7 agencées hors du corps 2. Dans le cas présent, le chauffe-eau 1 comporte un unique canal d’écoulement circulant dans le corps 2 entre l’entrée 6 et la sortie 7 du chauffe-eau 1.
L’entrée 6 et la sortie 7 sont ici de simples tubulures de section circulaire.
Le canal d’écoulement est quant à lui conformé en un serpentin 5 dont la section est circulaire, le serpentin 5 étant raccordé de manière étanche à l’entrée 6 et à la sortie 7 du chauffe-eau. Selon un mode de réalisation particulier, le canal d’écoulement, l’entrée 6 et la sortie 7 sont d’une seule pièce.
Le serpentin 5 est composé d’une succession de portions droites et de portions coudées s’étendant toutes dans un même plan. Le serpentin 5 est par ailleurs agencé dans le corps 2 de manière à s’étendre parallèlement aux faces principales 3, 4. De préférence, le serpentin 5 est agencé sensiblement au milieu du corps en bitume entre la première épaisseur 11 et la deuxième épaisseur 12. Le serpentin 5 est ainsi pris en sandwich entre les deux épaisseurs du corps 2.
Par ailleurs, le serpentin 5 est conformé de manière que ses deux extrémités s’étendent parallèlement l’une à l’autre. De préférence, le serpentin 5 est conformé de sorte que ses deux extrémités s’étendent au niveau d’une même face latérale (soit à l’extérieur soit à l’intérieur de ladite face latérale). L’entrée 6 et la sortie 7 s’étendent donc sensiblement à des coins opposés du chauffe-eau 1 reliés par une même face latérale.
Le serpentin 5 est en matériau thermiquement conducteur. Le serpentin 5 est par exemple dans une matière métallique. De façon particulière, le serpentin 5 est en aluminium.
On a ainsi décrit un chauffe-eau 1 simple et robuste.
On note que le chauffe-eau 1 est ici uniquement constitué du corps 2, du canal d’écoulement et de l’entrée 6 et de la sortie 7.
En service, l’eau pénètre dans le chauffe-eau 1 au niveau de l’entrée 6 et circule dans le serpentin 5 jusqu’à la sortie 7, l’eau étant ainsi progressivement chauffé par transferts thermiques via le canal d’écoulement et le corps 2 qui est lui-même chauffé par le soleil (soit directement soit indirectement).
De façon particulière, on agence le chauffe-eau 1 dans un système (bâtiment, route, pont… ou toute autre infrastructure) de manière que le serpentin 5 soit sensiblement à l’horizontal.
Selon une première application, le chauffe-eau 1 est agencé dans une toiture. Le corps 2 est ainsi chauffé directement par le soleil lorsqu’il est agencé sur la toiture ou indirectement s’il est agencé à l’intérieur de la toiture.
De préférence, le chauffe-eau 1 est alors agencé sur une toiture plate.
Préférentiellement, pour cette application, le chauffe-eau 1 comporte en outre une membrane 8 d’étanchéité. La membrane 8 est ici agencée sous la deuxième face principale 4 de sorte à former un fond, une base pour le corps 2.
La membrane 8 est typiquement conformée de sorte à s’étendre dans un plan parallèle à la première face principale 3 et à la deuxième face principale 4. La membrane 8 a ici une même surface que la première face principale 3.
La membrane 8 est de préférence en matière plastique et par exemple à base d’EPDM (pour éthylène-propylène-diène monomère). La membrane 8 se présente par exemple sous forme d’un rouleau d’EPDM avant son insertion dans le chauffe-eau 1.
On note que le chauffe-eau 1 est alors uniquement constitué du corps 2, du canal d’écoulement et de l’entrée 6 et de la sortie 7 ainsi que de la membrane 8.
Un procédé de fabrication va être à présent décrit.
On agence la membrane 8. On recouvre ensuite la face principale libre de membrane 8 par la première épaisseur 11. On pose alors le serpentin 5 que l’on vient à son tour recouvrir de la deuxième épaisseur 12. On vient alors souder l’ensemble en chauffant la première épaisseur 11 et/ou la deuxième épaisseur 12 par exemple par chalumeau. Grâce au bitume qu’elles contiennent, les deux épaisseurs 11 et 12 se soudent entre elles permettant de coincer le serpentin 15 entre les deux épaisseurs 11 et 12. Ceci peut également permettre de souder la membrane 8 à la première épaisseur 11.
On obtient ainsi aisément et rapidement un chauffe-eau formant un ensemble unitaire qu’il est facile de déplacer (la membrane 8 faisant ou non partie de cet ensemble unitaire).
Un tel chauffe-eau peut être directement livré sur chantier sous cette forme. En service, un utilisateur n’a alors plus qu’à poser le chauffe-eau sur la toiture assurant ainsi d’un même coup une fonction d’étanchéité de la toiture (via la membrane 8 mais également les épaisseurs 11 et 12) et de chauffe-eau.
Selon une autre application, le chauffe-eau 1 est agencé dans un tronçon de route de préférence une route privée. Le corps 2 est ainsi chauffé directement par le soleil lorsqu’il est agencé de manière que l’une de ses faces principales soit sensiblement au niveau de la surface supérieure de la route, ladite face principale formant alors directement une partie de la route, ou chauffé indirectement par le soleil lorsque le corps 2 est agencé à l’intérieur de la route, le chauffe-eau 1 étant alors recouvert en tout ou partie par la route.
Dans cette application, le corps 2 peut donc être directement formé par la route.
Un procédé de fabrication va être en conséquence décrit.
On coule la première épaisseur 11 à base de bitume ou en bitume. On agence ensuite le serpentin 5 que l’on vient à son tour recouvrir d’une deuxième épaisseur à base de bitume 12 chaud ce qui permet aux deux épaisseurs de fusionner et ainsi de coincer le serpentin 5 à l’intérieur du corps en bitume.
De la sorte, le chauffe-eau 1 est directement créé sur place en même temps que la route. On note que le corps 2 est alors monocouche les deux épaisseurs 11 et 12 ayant fusionnées lors de la coulée de la deuxième épaisseur 12.
De nombreuses autres applications sont envisageables du fait de la simplicité du chauffe-eau. On peut ainsi agencer le chauffe-eau sur une terrasse, une toiture, un pont, une route, une voie de passage, un bateau à moteur ou à voile … ou toute autre infrastructure. L’eau du chauffe-eau pourra ainsi être utilisée pour de multiples applications comme le chauffage d’une maison, d’un véhicule, d’une piscine … et ce quel que soit l’emplacement du chauffe-eau associé.
Le chauffe-eau 1 peut par ailleurs être utilisé comme un chauffe-eau 1 instantané ou bien être relié à un ballon d’eau chaude.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
Bien qu’ici le chauffe-eau ne comporte pas de réservoir, le chauffe-eau pourra directement incorporer le ballon d’eau.
Le chauffe-eau pourra également être relié ou directement comporter d’autres éléments comme par exemple un ou des capteurs permettant de mesurer la température de l’eau.
Le chauffe-eau pourra ainsi être différent de ce qui a été décrit. Le chauffe-eau pourra par exemple ne pas comporter de membrane même si le chauffe-eau est agencé dans ou sur une toiture et même dans ou sur une toiture plate (l’étanchéité pourra être remplie par le corps du chauffe-eau seul ou bien par une membrane externe au chauffe-eau ou bien par tout autre dispositif d’étanchéité). De la même manière, le chauffe-eau pourra comporter une membrane pour d’autre application que la toiture comme par exemple une application à une route.
La membrane pourra être solidarisée autrement que ce qui a été décrit au corps. Par exemple la membrane pourra être collée à froid (à l’aide d’une colle typiquement), à chaud (à l’aide d’un chalumeau typiquement pour une soudure à chaud) ou solidarisée par tout autre moyen par exemple par clouage. On pourra également agencer la membrane directement à l’intérieur du corps. La membrane pourra ainsi être disposée dans le corps sous le canal d’écoulement en étant par exemple en contact avec le canal d’écoulement.
On pourra utiliser d’autres procédés de fabrication que ce qui a été décrit. Typiquement le chauffe-eau pourra être livré en un seul élément unitaire sur le chantier de la route et incorporé tel quel dans la route au cours de la fabrication de cette dernière. Par ailleurs, le chauffe-eau pourra également être monté directement sur chantier (et non livré en un bloc unitaire) soit par une entreprise soit par un particulier directement. En effet, l’invention peut avantageusement être mise en place par des moyens simples et peu coûteux accessibles à tout particulier.
Le canal d’écoulement pourra être dans un tout autre matériau thermiquement conducteur que ce qui a été indiqué est par exemple être en acier, en fer ou bien dans une autre matière que métallique et être par exemple à base de fibres naturelles.
Le canal d’écoulement pourra ne pas être agencé au milieu du corps mais à d’autres endroits du corps. De préférence, on agencera le canal d’écoulement de manière qu’il soit pris en sandwich entre deux couches du corps.
Bien qu’ici le corps se présente sous la forme d’un panneau de section rectangulaire, le corps pourra se présenter sous toute autre forme et par exemple présenter une section carré ou circulaire. Le corps pourra tout aussi bien se présenter sous forme plane au repos que sous forme de rouleau. Par ailleurs le corps pourra présenter toutes autres dimensions que celles indiquées. En effet, l’invention s’adapte avantageusement à n’importe quel besoin thermique et/ou espace offert.
Bien entendu le chauffe-eau pourra être constitué de plusieurs corps tels que précités éventuellement solidarisés entre eux par exemple collés à froid (à l’aide d’une colle typiquement), à chaud (à l’aide d’un chalumeau typiquement pour une soudure à chaud) ou solidarisés par tout autre moyen par exemple par clouage.
Le chauffe-eau pourra ainsi comporter plusieurs canaux d’écoulement.

Claims (13)

  1. Chauffe-eau conformé pour assurer le chauffage de l’eau par énergie solaire, le chauffe-eau comprenant un corps (2) à base de bitume et au moins un canal d’écoulement conformé en serpentin (5) en matériau thermiquement conducteur, le canal d’écoulement circulant dans le corps à base de bitume entre une entrée (6) et une sortie (7) du chauffe-eau.
  2. Chauffe-eau selon la revendication 1, dans lequel le corps (2) est conformé en un panneau.
  3. Chauffe-eau selon la revendication 2, dans lequel la largeur du corps (2) est comprise entre 80 et 90 % de la longueur du corps.
  4. Chauffe-eau selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le canal d’écoulement, l’entrée (6) et la sortie (7) sont d’une seule pièce.
  5. Chauffe-eau selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le canal d’écoulement est plan.
  6. Chauffe-eau selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le canal d’écoulement s’étend parallèlement à au moins une face du corps (2).
  7. Chauffe-eau selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le canal d’écoulement est agencé sensiblement au centre du corps (2).
  8. Chauffe-eau selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le canal d’écoulement est à base de métal.
  9. Chauffe-eau selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps (2) est multicouche.
  10. Chauffe-eau selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps (2) comporte au moins une membrane d’étanchéité (8).
  11. Chauffe-eau selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps (2) comporte au moins une couche sous forme d’un bardeau bitumé, un tissu bitumé ou un plastique bitumé.
  12. Toiture équipée d’un chauffe-eau selon l’une des revendications 1 à 11.
  13. Tronçon de route équipée d’un chauffe-eau selon l’une des revendications 1 à 11.
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