FR3113724A1 - Sechoir solaire polyvalent et multifonctions - Google Patents

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Abstract

La présente invention propose un séchoir solaire polyvalent et multifonctions, très compacte, performant et de forte capacité de séchage. Le séchoir solaire (100) selon l’invention comprend un caisson de séchage (10) muni d’une paroi solaire (20) apte à chauffer de l’air contenu dans le caisson, et d’une chambre de recirculation (30) verticale agencée à l’arrière du caisson (10) à l’opposé de la paroi solaire (20), la chambre de recirculation (30) comprenant : • dans la paroi arrière (13) du caisson (10), un évent supérieur (34) laissant passer de l’air entre l’intérieur du caisson (10) et la chambre de recirculation (30) ; • dans une paroi de dos (31) de la chambre de recirculation (30), une trappe inférieure commandable (35) entre une position ouverte dans laquelle elle laisse entrer de l’air extérieur vers la chambre de recirculation (30) et une position fermée dans laquelle elle bloque l’entrée d’air dans la chambre de recirculation ; • dans la paroi arrière du caisson (13), un orifice inférieur (36) entre la chambre de recirculation (30) et le caisson (10), l’orifice inférieur (36) étant équipé d’au moins un ventilateur (37) agencé pour assurer la convection forcée de l’air compris dans la chambre de recirculation (30) vers le caisson (10). . Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

SECHOIR SOLAIRE POLYVALENT ET MULTIFONCTIONS
La présente invention concerne un séchoir solaire, notamment pour le séchage de denrées alimentaires, de microalgues de type spiruline, ou de linge de maison, vêtements. Cet équipement se veut extrêmement polyvalent et multifonctions pour différents usages domestiques.
Les préoccupations environnementales actuelles poussent à réduire la consommation d’énergie fossile au profit d’énergies renouvelables pour réaliser un certain nombre de tâches.
Par exemple, le séchage d’aliments se fait actuellement à l’aide de séchoirs électriques fonctionnant sur le secteur pour chauffer et évacuer l’humidité de l’air du séchoir, mais cette énergie électrique provient d’un réseau électrique alimenté, en majeure partie, par de l’énergie fossile ou nucléaire. Cela signifie donc qu’il faut être à proximité du réseau pour pouvoir utiliser ce type de technologies.
Or, ce n’est pas toujours le cas, en particulier dans certains pays qui ne disposent pas ou peu d’une telle infrastructure, et qui, en outre, subissent des problèmes de famines importantes que l’on tente de palier par la culture et la consommation d’algues de type spiruline, très riches en éléments nutritifs, telles que les protéines.
Cependant, pour pouvoir conserver des denrées alimentaires périssables ou de la spiruline de manière hygiénique, il convient de la sécher avant de la mettre sous emballage pour les stocker et les transporter, le tout à moindre coût pour permettre un accès à ce type de complément alimentaire à un grand nombre de personnes.
Il existe donc un besoin d’un séchoir efficace pouvant être utilisé hors réseau et capable d’utiliser une énergie renouvelable disponible partout, tel que le soleil.
Ce type de préoccupation existe également chez un nombre croissant de personnes qui, bien qu’habitant un pays ayant toutes les infrastructures nécessaires, cherchent à limiter leur impact environnemental et à limiter le gaspillage de nourriture en la séchant pour éviter son pourrissement.
On connaît déjà des séchoirs solaires, tels que ceux de la société KSS, CLIPSOL et autres. Ces séchoirs comprennent un caisson vertical trapézoïdal ayant une première paroi solaire orientée à 60° environ par rapport à l’horizontale. Cette paroi solaire comprend, vers l’extérieur du caisson une paroi transparente et, vers l’intérieur du caisson, une tôle métallique sombre, de sorte qu’aucun rayon lumineux n’entre dans le caisson. Le soleil passe au travers de la plaque transparente et chauffe la tôle métallique qui rayonne la chaleur vers le caisson et réchauffe l’air par convection naturelle, ce qui chauffe les denrées alimentaires présentes dans le caisson et disposées sur des plateaux de séchage horizontaux.
Pour évacuer l’air humide et chaud et renouveler l’air dans le caisson, le séchoir comprend une seconde paroi solaire agencée au-dessus du caisson et de structure similaire à la première. L’espace entre la plaque transparente et la tôle de la seconde paroi solaire est connecté à l’espace intérieur du caisson. De cette manière, lorsque le soleil chauffe l’air entre la plaque transparente et la tôle de la seconde paroi solaire, celui-ci se réchauffe et tend à s’élever vers le haut de la seconde paroi solaire pour s’échapper par un évent. Ce faisant, un phénomène de tirage naturel accéléré s’effectue pour aspirer l’air situé à l’intérieur du caisson et ainsi renouveler l’air dans ledit caisson.
Cette conception classique de séchoir pose plusieurs contraintes. En effet, le volume utile du caisson pour le séchage est très faible et peu de produits peuvent être séchés en même temps. En outre, le séchoir est encombrant puisqu’il nécessite deux parois solaires, dont une qui est totalement improductive puisqu’elle n’intervient que pour assurer la ventilation naturelle.
L’objectif de la présente invention est d’améliorer significativement les performances de séchage des séchoirs solaires tout en augmentant leur capacité et volume de séchage. Un autre objectif est de proposer un séchoir polyvalent capable de sécher de nombreux articles différents et multifonctions pour des usages domestiques courants.
À cette fin, l’invention a pour objet un séchoir solaire comprenant un caisson de séchage muni d’une paroi solaire apte à chauffer de l’air contenu dans le caisson et de plateaux de séchage, le séchoir comprenant, en outre, par référence à la position d’utilisation, une chambre de recirculation verticale agencée le long et à l’extérieur d’une paroi arrière du caisson qui est agencée à l’opposé de la paroi solaire, la chambre de recirculation comprenant :
• dans la paroi arrière du caisson, un évent supérieur laissant passer de l’air entre l’intérieur du caisson et la chambre de recirculation ;
• dans une paroi de dos de la chambre de recirculation, une trappe inférieure commandable entre une position ouverte dans laquelle elle laisse entrer de l’air extérieur vers la chambre de recirculation et une position fermée dans laquelle elle bloque l’entrée d’air dans la chambre de recirculation ;
• dans la paroi arrière du caisson, un orifice inférieur entre la chambre de recirculation et le caisson, l’orifice inférieur étant équipé d’au moins un ventilateur agencé pour assurer la convection forcée de l’air compris dans la chambre de recirculation vers le caisson.
Selon d’autres modes de réalisation, qui peuvent être combinés entre eux :
• la paroi arrière du caisson peut être transparente pour laisser passer le rayonnement solaire jusqu’au fond de la chambre de recirculation ;
• la paroi solaire destinée à être orientée vers le soleil en utilisation peut être constituée d’une plaque transparente laissant passer les rayons solaires à l’intérieur du caisson ;
• le séchoir solaire peut comprendre, en outre, un panneau réfléchissant monté pivotant sur le caisson et muni de moyens de maintien réglables pour maintenir le panneau réfléchissant dans une position telle qu’il réfléchit les rayons solaires vers la paroi solaire transparente ;
• le panneau réfléchissant peut être de surface identique à la paroi solaire, et monté pivotant entre une position de fermeture dans laquelle il est replié contre la paroi solaire et la protège, et une position de réflexion dans laquelle il est orienté pour réfléchir les rayons solaires vers la paroi solaire ;
• la paroi solaire peut être inclinée selon un angle compris entre 30° et 60° par rapport à l’horizontale, l’angle étant choisit sensiblement égal à un angle d’incidence moyen annuel du soleil à un emplacement d’utilisation du séchoir ;
• les plateaux de séchage peuvent être inclinés selon un angle déterminé compris entre 10° et 40° par rapport à l’horizontale, l’angle déterminé étant choisi de manière à maximiser l’entrée des rayons solaires dans le caisson ;
• les plateaux de séchage peuvent être montés pivotants dans le caisson ;
• une paroi supérieure de la chambre de recirculation peut comprendre une ouverture d’évacuation par convection naturelle d’au moins une partie de l’air compris dans la chambre de recirculation ;
• le séchoir solaire peut comprendre, en outre, au moins un capteur d’humidité relié à un système de pilotage automatique programmé pour piloter le ventilateur et la trappe inférieure commandable de la chambre de recirculation en fonction des données reçues du capteur d’humidité ;
• au moins une paroi du caisson peut être recouverte par un matériau noir absorbant la chaleur des rayons solaires ;
• le caisson peut comprendre, en outre, un volume de matériau de stockage/déstockage de chaleur ;
• le volume de matériau de stockage/déstockage de chaleur peut être constitué par une poche de liquide, telle que de l’eau, apte à accumuler de la chaleur lorsque les rayons lumineux frappent la paroi solaire, et à libérer dans le caisson la chaleur accumulée lorsque les rayons solaires ne frappent plus la paroi solaire ;
• le volume de matériau de stockage/déstockage de chaleur peut être constitué par un matériau à changement de phase ;
• le caisson peut comprendre une portion ayant une section longitudinale triangulaire rectangle dont une face d’hypoténuse comprend la paroi solaire ; et/ou
• le séchoir solaire peut comprendre, en outre un panneau photovoltaïque
• le caisson peut comprendre une paroi d’ombrage escamotable agencée entre la plaque transparente et les plateaux de séchage.
L’invention permet ainsi d’adresser simultanément tous les problèmes précédents, notamment en améliorant les performances de séchage grâce à la chambre de recirculation et à l’utilisation, de préférence, d’une paroi solaire laissant passer les rayons lumineux dans le caisson, ce qui permet l’utilisation d’un caisson de volume important.
D'autres caractéristiques de l'invention seront énoncées dans la description détaillée ci-après, faite en référence aux dessins annexés, qui représentent, respectivement :
, une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation d’un séchoir solaire selon l’invention adapté aux latitudes comprises entre 40° et 50° par rapport à l’équateur ;
, une vue schématique en coupe d'un deuxième mode de réalisation d’un séchoir solaire selon l’invention adapté aux latitudes plus proches d’un pôle terrestre, comprises entre 55° et 65° par rapport à l’équateur ;
, une vue schématique en coupe d'un troisième mode de réalisation d’un séchoir solaire selon l’invention adapté aux latitudes plus proches de l’équateur, comprises entre 10° et 20° par rapport à l’équateur ;
Le séchoir solaire selon l’invention et illustré aux figures 1 à 3, comprend, comme dans l’art antérieur, un caisson de séchage dans lequel on dispose les articles à sécher sur des clayettes ajourées, le séchoir étant muni d’une paroi solaire apte à chauffer l’air contenu dans le caisson.
Selon l’invention, le caisson et la paroi sont améliorés, ce qui permet d’obtenir de meilleures performances de séchage tout en augmentant le volume disponible pour le séchage.
Comme illustré en figure 1, un séchoir 100 selon l’invention comprend un caisson 10 présentant une face inclinée 11 portant la paroi solaire 20, une paroi de base 12, et une paroi arrière 13 perpendiculaire à la paroi de base 12 et agencée à l’opposé de la face inclinée 11 et de la paroi solaire 20.
Selon l’invention, le séchoir 100 comprend, en outre, une chambre de recirculation 30 agencée le long et à l’extérieur de la paroi arrière 13 du caisson.
Dans la position normale d’utilisation, le séchoir est posé au sol de sorte que la paroi de base 12 est sensiblement parallèle au sol. On considérera dans la présente description que cette position signifie que la paroi de base 12 est horizontale, et que la paroi de dos 13 et la chambre de recirculation 30 sont verticales.
La chambre de recirculation 30 selon l’invention est délimitée verticalement par la paroi arrière 13 du caisson, de préférence transparente, et par une paroi de dos 31, de préférence opaque sensiblement parallèle à la paroi arrière 13 du caisson. Alternativement, la chambre de recirculation pourrait être délimitée par une paroi verticale indépendante et non la paroi arrière 13 du caisson. Ce qui importe, comme ce sera décrit ci-après, c’est que la chambre de recirculation et le caisson communiquent de manière à permettre à de l’air compris dans le caisson 10 de circuler dans la chambre de recirculation 30 et de retourner au moins partiellement dans le caisson 10.
La chambre de recirculation comprend en outre une base 32 qui peut être soit indépendante, soit un prolongement de la paroi de base 12 du caisson comme cela est illustré en figure 1.
Enfin, la chambre de recirculation 30 comprend une paroi supérieure 33.
Par ailleurs, la chambre de recirculation 30 comprend dans la paroi arrière 13 du caisson, un évent supérieur 34 laissant passer de l’air entre l’intérieur du caisson 10 et la chambre de recirculation 30. On entend par supérieur le fait que l’évent 34 est positionné en haut de la paroi arrière 13 du caisson pour laisser passer de l’air provenant de la partie supérieure du caisson.
La chambre de recirculation 30 comprend également, dans la paroi de dos 31 de la chambre de recirculation, une trappe inférieure 35 commandable entre une position ouverte dans laquelle elle laisse entrer de l’air extérieur vers la chambre de recirculation 30 et une position fermée dans laquelle elle bloque l’entrée d’air dans la chambre de recirculation. Une position intermédiaire du clapet permet de moduler le débit d’air en recirculation.
Enfin, la chambre de recirculation 30 comprend dans la paroi arrière 13 du caisson, un orifice inférieur 36 entre la chambre de recirculation 30 et le caisson 10.
On entend par inférieur le fait que l’orifice 36 est positionné en bas de la paroi arrière 13 du caisson sous l’évent supérieur 34 et à distance de celui-ci, pour laisser passer de l’air provenant de la partie inférieure de la chambre de recirculation 30 vers le caisson 10.
L’orifice inférieur 36 est en outre équipé d’un ou de plusieurs ventilateur(s) 37 agencé(s) pour assurer la convection forcée de l’air compris dans la chambre de recirculation vers le caisson. Cette convection est forcée au sens où l’air chaud présent naturellement en haut de la chambre de recirculation 30 et provenant de la partie supérieure du caisson 10 par l’évent supérieur 34, est forcé par le ventilateur 37 à descendre dans la chambre de recirculation 30 et de rentrer dans la partie inférieure du caisson 10 au niveau de l’orifice inférieur 36.
Ainsi, en utilisation, le séchoir est placé face au soleil, c’est-à-dire que la paroi solaire est dirigée vers le soleil.
Dans un mode de réalisation avantageux, le séchoir comprend des roulettes 14 pour faciliter le positionnement du séchoir, en particulier au cours de la journée pour garder le séchoir le plus souvent possible face au soleil.
Lorsque les rayons du soleil frappent la paroi solaire, cette dernière chauffe l’air présent dans le caisson et sèche les denrées alimentaires. L’air chaud et humide, moins dense, monte dans la partie supérieure du caisson 10.
Dans une première phase, la trappe 35 est fermée, et le ventilateur 37 force l’air présent dans la chambre de recirculation à pénétrer dans la partie basse du caisson 10 dans le sens de la flèche F1. Cet air se réchauffe dans le caisson, remonte puis rentre dans la chambre de recirculation 30 par l’évent supérieur 34 dans le sens de la flèche F2. Dans le mode de réalisation préféré dans lequel la paroi arrière 13 du caisson est transparente, un second réchauffement de l’air en recirculation se produit à l’intérieur de la cheminée verticale par une partie du rayonnement solaire qui traverse la paroi arrière 13 transparente du caisson. Le fond de la chambre de recyclage étant de couleur sombre afin de transformer le rayonnement solaire en chaleur (infrarouge). Cet air réchauffé est forcé de redescendre dans le sens de la flèche F3 dans la chambre de recirculation pour retourner dans le caisson 10 par l’orifice inférieur 36.
Lors de cette phase, l’air dans le caisson de se réchauffe fortement et, surtout, grâce au ventilateur 37, la température s’uniformise dans tout le caisson.
Les courants de convection forcée obtenus par la ventilation mécanique augmentent l’évaporation à l’intérieur du séchoir.
Ce faisant également, l’air se charge en humidité provenant des articles présents dans le caisson, ce qui permet de faire sécher les articles très rapidement.
Lorsque l’air dans le séchoir est trop humide, un système de pilotage de régulation automatique, relié à un capteur d’humidité, est programmé pour piloter le ventilateur (c’est-à-dire pour piloter la vitesse du ventilateur) et la trappe inférieure commandable 35 de la chambre de recirculation en fonction des données reçues du capteur d’humidité, de sorte que lorsque l’humidité captée est supérieure à une valeur seuil d’humidité, le système de pilotage commande l’ouverture de la trappe inférieure commandable 35 ce qui fait entrer de l’air frais, mais beaucoup plus sec en humidité absolue.
Avantageusement, la trappe 35 se situe en regard de l’orifice inférieur 36 de manière à optimiser l’aspiration de l’air frais par le ventilateur 37 aux dépens de l’air chaud et humide.
La circulation de l’air se ralentit alors temporairement et au moins une partie de l’air chaud et humide compris dans la chambre de recirculation s’échappe, dans le sens de la flèche F4, par une ouverture d’évacuation 38 formée dans la paroi supérieure 33 de la chambre de recirculation.
Lorsque l’humidité de l’air présent dans le séchoir est descendue en dessous de la valeur seuil bas, la trappe 35 est fermée, et la convection forcée est plus intense et la circulation de l’air s’accélère depuis le haut vers le bas de la chambre de recirculation. L’air frais et sec se réchauffe au fur et à mesure des recirculations grâce à la paroi solaire, et se charge en humidité provenant des articles à sécher.
Dans un mode de réalisation avantageux, la fermeture de la trappe dépend également de la température de l’air. Ainsi, au lieu de se faire en une seule longue étape, le remplacement de l’air peut se faire en plusieurs courtes étapes successives de manière à faire baisser plus lentement son humidité, mais en permettant au petit volume d’air frais de se réchauffer, ce qui permet de maintenir la température élevée de l’air dans le séchoir.
La paroi solaire peut être similaire à celle de l’état de la technique, à savoir, vers l’extérieur du caisson, une plaque transparente et, vers l’intérieur du caisson, une plaque opaque et sombre, de sorte qu’aucun rayon lumineux n’entre dans le caisson, l’air à l’intérieur du caisson étant chauffé par convection.
Avantageusement, selon l’invention, la paroi solaire est constituée par une paroi transparente aux rayons solaires, de sorte que ces derniers entrent dans le caisson. Dans un premier mode de réalisation, les faces de l’intérieur du caisson, c’est-à-dire les faces intérieures de la paroi de base 12 et de la paroi arrière 13, ainsi éventuellement que les parois latérales qui ferment le caisson (non illustrées sur les figures par souci de clarté), sont recouvertes d’un revêtement sombre qui capte les rayons lumineux et augmentent la chaleur de l’air dans le caisson. Alternativement, dans un mode de réalisation préféré, la paroi arrière 13 du caisson est transparente aux rayons lumineux, mais c’est la paroi de dos 31 de la chambre de recirculation qui est opaque et recouverte d’un revêtement sombre, ce qui permet un réchauffement supplémentaire de l’air compris dans la chambre de recirculation.
La paroi transparente peut être une plaque transparente simple ou multiparoi.
Dans un mode de réalisation complémentaire illustré en figure 3, le séchoir selon l’invention peut comprendre, dans le caisson 10, une paroi d’ombrage escamotable 17, comme par exemple une toile montée sur un enrouleur et pouvant se déployer de manière réversible entre la plaque transparente 20 et les plateaux de séchage 15. Cette paroi permet de moduler la quantité de rayons lumineux qui entrent dans le caisson et donc de diminuer ou d’augmenter la chaleur dans le caisson. Il permet également de protéger, si nécessaire, les produits à sécher.
Dans la position normale d’utilisation, l’inclinaison de la face inclinée 11, et donc de la paroi solaire 20, est choisie en fonction de l’angle annuel moyen formé par le soleil à la latitude d’utilisation.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, cette latitude est par exemple 45°, de sorte que la paroi solaire 20 forme un angle α autour de 45° avec l’horizontale.
Dans ce cas, le caisson présente une section longitudinale triangulaire rectangle dont une face d’hypoténuse comprend la paroi solaire 20. Ainsi, à surface de paroi solaire identique, le caisson selon l’invention présente un volume utile de séchage très supérieur au séchoir solaire de l’état de la technique décrit en introduction.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, cette latitude est par exemple 60°, de sorte que la paroi solaire 20 forme un angle α autour de 60° avec l’horizontale.
Dans ce cas comme dans celui de la figure 3, le caisson 10 comprend aussi une portion 10a ayant une section longitudinale triangulaire rectangle dont une face d’hypoténuse comprend la paroi solaire, mais il comprend également une portion 10b (délimitée en pontillées) ayant une section rectangulaire et munie d’une paroi supplémentaire 16, ce qui augmente aussi le volume utile de séchage par rapport à l’état de la technique.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, cette latitude est par exemple 15°, de sorte que la paroi solaire 20 forme un angle α autour de 30° avec l’horizontale.
En effet, on comprend que plus la latitude baisse, plus le soleil monte au zénith, de sorte que la paroi solaire doit être dirigée vers le haut. Cependant, entre également en ligne de compte l’angle annuel moyen formé par la course diurne du soleil à la latitude d’utilisation, ce qui explique que pour une latitude inférieure à 30°, la paroi solaire doit être inclinée au minimum d’un angle α de 30°.
De même, pour une latitude supérieure à 60°, l’angle α ne devrait pas être supérieur à 60° au risque de diminuer l’efficacité du séchoir.
Plus généralement, la paroi solaire 20 du séchoir selon l’invention est inclinée selon un angle compris entre 30° et 60° par rapport à l’horizontale, l’angle étant choisit sensiblement égal à un angle d’incidence moyen annuel du soleil à un emplacement d’utilisation du séchoir.
Concomitamment, le caisson 10 comprend des plateaux de séchage ajourés 15 inclinés selon un angle déterminé β compris entre 10° et 40° par rapport à l’horizontale. L’angle déterminé β est choisi de manière à maximiser l’entrée des rayons solaires dans le caisson, c’est-à-dire en étant le proche possible de l’angle annuel moyen formé par le soleil à la latitude d’utilisation. Cependant, l’angle β des plateaux de séchage ne peut être supérieur à 40° au risque que les articles qu’ils portent ne glissent et tombent.
Avantageusement, les plateaux de séchage 15 sont inclinés selon un angle déterminé β égal à 20°.
Dans un mode de réalisation particulier, les plateaux de séchage ajourés sont montés pivotant dans le caisson, par exemple sur une structure ajoutée au caisson.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le séchoir solaire comprend, en outre un panneau réfléchissant 40 monté pivotant sur la partie inférieure de la paroi solaire 20 et plus particulièrement sur la partie inférieure de la paroi 11 qui porte la paroi solaire 20.
Dans un mode de réalisation avantageux, le panneau réfléchissant 40 est au moins de surface identique à la paroi solaire 20, et monté pivotant entre une position de fermeture dans laquelle il est agencé contre la paroi solaire 20 et la protège intégralement lorsqu’il est replié, et une position de réflexion dans laquelle il est orienté pour réfléchir les rayons solaires vers la paroi solaire. À cette fin, le séchoir selon l’invention comprend des moyens de maintien réglables pour maintenir le panneau réfléchissant 40 dans une position de réflexion dans laquelle il réfléchit les rayons solaires vers la paroi solaire. Il peut s’agir, par exemple de chaînettes ou de liens flexibles qui maintiennent en position le panneau réfléchissant 40 relié à une ou deux parois latérales du séchoir. Ce mode de réalisation présente l’avantage d’être très rustique tout en permettant un réglage de l’angle en changeant la position de la fixation sur les crochets d’arrimage.
Alternativement, il peut s’agir de positionneurs électriques à vérin commandables automatiquement et qui permettent ainsi un réglage en temps réel de l’orientation du réflecteur solaire et une augmentation de la quantité de rayons lumineux renvoyés vers la paroi solaire 20, de l’ordre de 25% en hiver à 50% en été.
Alternativement le séchoir mobile peut être orienté manuellement pour le placer face au soleil ou équipé d’un système de traque automatique motorisé qui le positionnera automatiquement toujours vers la bonne orientation azimutale, quelle que soit la trajectoire du soleil.
Dans un mode de réalisation avantageux, le caisson 10 comprend, en outre, un volume 50 de matériau de stockage/déstockage de chaleur sensible ou latente de changement de phase.
Le volume de matériau de stockage/déstockage de chaleur est avantageusement constitué par une poche souple, semi-rigide ou rigide de liquide, telle que de l’eau. Ce volume de liquide et son enveloppe sont aptes à accumuler de la chaleur de l’air chaud qui circule dans le caisson lorsque les rayons lumineux frappent la paroi solaire et chauffe l’air compris dans le caisson, et à libérer dans le caisson la chaleur accumulée lorsque les rayons solaires ne frappent plus la paroi solaire (la nuit ou lorsqu’il y a des nuages).
Alternativement, le volume 50 de matériau de stockage/déstockage de chaleur est constitué par un matériau à changement de phase, par exemple choisi pour changer de phase solide/liquide entre 30°C et 50°C. On peut citer à titre d’exemple le matériau à changement de phase dénommé Inertek, de la société Winco technologies.
Le capteur d’humidité et de température, le ventilateur 37 et la trappe commandable 35 ainsi qu’éventuellement les pistons électriques du panneau réfléchissant 40 peuvent être alimentés par une batterie ou une connexion directe au réseau électrique lorsque celui-ci est disponible.
Alternativement ou en combinaison, le séchoir selon l’invention comprend un panneau photovoltaïque 60 dimensionné pour alimenter au moins ces dispositifs électriques (ventilateur de circulation et servomoteur de commande de la trappe 35), et un accumulateur d’énergie électrique, ce qui permet une utilisation du séchoir selon l’invention hors connexion au réseau.
La surface du panneau solaire photovoltaïque et la batterie de stockage peuvent être largement dimensionnées pour pouvoir alimenter en plus du séchoir des petits équipements connexes tels que chargeur de téléphone et de tablette, éclairage, glacière électrique, éclairage, ventilateur de confort.
Afin d’assurer la plus grande autonomie énergétique même en l’absence de soleil, le panneau photovoltaïque alimente une batterie de stockage dont la capacité de charge est adaptée à la taille du séchoir.
Ainsi, le séchoir selon l’invention présente un volume utile très important, de sorte que beaucoup d’articles peuvent être séchés en même temps. En outre, le séchoir est très compact puisqu’il ne nécessite qu’une seule paroi solaire qui occupe une surface maximale d’exposition. En outre, aucun phénomène de condensation ne vient perturber le séchage des articles grâce au pilotage des différents systèmes automatiques et, en particulier de la trappe commandable 35 et du ventilateur 37.
Les performances de séchage sont fortement améliorées, de l’ordre de 300% à 400%, tout en augmentant le volume de séchage. En outre, le séchoir selon l’invention est polyvalent, car il est capable de sécher de nombreux articles différents : denrées alimentaires (telles que les fruits, légumes, viandes, poissons, plantes aromatiques, fleurs), le linge de maison, mais aussi des produits agricoles ou des algues telles que la spiruline.
Ces performances et cette polyvalence permettent d’utiliser également le séchoir solaire selon l’invention pour la production d’eau chaude en intégrant au séchoir un circuit de circulation d’eau ou en utilisant directement la poche d’eau utilisée pour le stockage de chaleur, par exemple pour le préchauffage d’eau de lavage ou d’une douche, par exemple pour une résidence non raccordée à une source d’électricité ni d’autre énergie gaz, fioul, charbon ou bois.
De même, il est possible de récupérer et de valoriser tout ou partie de l’air réchauffé au niveau de la sortie de la chambre de recirculation dans le caisson et de l’envoyer par un conduit calorifugé relié à un habitat de type mobile home ou autre local pour le chauffer en hiver et en mi-saison.

Claims (17)

  1. Séchoir solaire (100) comprenant un caisson de séchage (10) muni d’une paroi solaire (20) apte à chauffer de l’air contenu dans le caisson et de plateaux de séchage (15), caractérisé en ce qu’il comprend, en outre, par référence à la position d’utilisation, une chambre de recirculation (30) verticale agencée le long et à l’extérieur d’une paroi arrière (13) du caisson (10) agencée à l’opposé de la paroi solaire (20), la chambre de recirculation (30) comprenant :
    • dans la paroi arrière (13) du caisson (10), un évent supérieur (34) laissant passer de l’air entre l’intérieur du caisson (10) et la chambre de recirculation (30) ;
    • dans une paroi de dos (31) de la chambre de recirculation (30), une trappe inférieure commandable (35) entre une position ouverte dans laquelle elle laisse entrer de l’air extérieur vers la chambre de recirculation (30) et une position fermée dans laquelle elle bloque l’entrée d’air dans la chambre de recirculation ;
    • dans la paroi arrière du caisson (13), un orifice inférieur (36) entre la chambre de recirculation (30) et le caisson (10), l’orifice inférieur (36) étant équipé d’au moins un ventilateur (37) agencé pour assurer la convection forcée de l’air compris dans la chambre de recirculation (30) vers le caisson (10).
  2. Séchoir solaire selon la revendication 1, dans lequel la paroi arrière (13) du caisson est transparente pour laisser passer le rayonnement solaire jusqu’au fond de la chambre de recirculation.
  3. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la paroi solaire (20) destinée à être orientée vers le soleil en utilisation est constituée d’une plaque transparente laissant passer les rayons solaires à l’intérieur du caisson.
  4. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant, en outre, un panneau réfléchissant (40) monté pivotant sur le caisson (10) et muni de moyens de maintien réglables pour maintenir le panneau réfléchissant dans une position telle qu’il réfléchit les rayons solaires vers la paroi solaire.
  5. Séchoir solaire selon la revendication 4, dans lequel le panneau réfléchissant (40) est de surface identique à la paroi solaire, et monté pivotant entre une position de fermeture dans laquelle il est agencé contre la paroi solaire (20) et la protège, et une position de réflexion dans laquelle il est orienté pour réfléchir les rayons solaires vers la paroi solaire.
  6. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la paroi solaire (20) est inclinée selon un angle (α) compris entre 30° et 60° par rapport à l’horizontale, l’angle étant choisit sensiblement égal à un angle d’incidence moyen annuel du soleil à un emplacement d’utilisation du séchoir.
  7. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les plateaux de séchage (15) sont inclinés selon un angle (β) déterminé compris entre 10° et 40° par rapport à l’horizontale, l’angle déterminé étant choisi de manière à maximiser l’entrée des rayons solaires dans le caisson.
  8. Séchoir solaire selon la revendication 7, dans lequel les plateaux de séchage (15) sont montés pivotants dans le caisson.
  9. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel une paroi supérieure (33) de la chambre de recirculation (30) comprend une ouverture d’évacuation par convection naturelle d’au moins une partie de l’air compris dans la chambre de recirculation.
  10. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant, en outre, au moins un capteur d’humidité relié à un système de pilotage automatique programmé pour piloter le ventilateur (37) et la trappe inférieure commandable (35) de la chambre de recirculation (30) en fonction des données reçues du capteur d’humidité.
  11. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel au moins une paroi du caisson (10) est recouverte par un matériau noir absorbant la chaleur des rayons solaires.
  12. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le caisson (10) comprend, en outre, un volume (50) de matériau de stockage/déstockage de chaleur.
  13. Séchoir solaire selon la revendication 12, dans lequel le volume (50) de matériau de stockage/déstockage de chaleur est constitué par une poche de liquide, telle que de l’eau, apte à accumuler de la chaleur lorsque les rayons lumineux frappent la paroi solaire, et à libérer dans le caisson la chaleur accumulée lorsque les rayons solaires ne frappent plus la paroi solaire.
  14. Séchoir solaire selon la revendication 12, dans lequel le volume (50) de matériau de stockage/déstockage de chaleur est constitué par un matériau à changement de phase.
  15. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel le caisson (10) comprend une portion (10a) ayant une section longitudinale triangulaire rectangle dont une face d’hypoténuse comprend la paroi solaire (20).
  16. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant, en outre un panneau photovoltaïque (60).
  17. Séchoir solaire selon l’une quelconque des revendications 3 à 16, dans lequel le caisson (10) comprend une paroi d’ombrage escamotable (17) agencée entre la plaque transparente (20) et les plateaux de séchage (15).
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