FR2865530A1 - Capteur solaire monobloc a circulation par thermosiphon - Google Patents

Abstract

« L'invention consiste en un chauffe-eau solaire, de forme compacte, servant à fabriquer de l'eau chaude grâce à l'énergie solaire. Ce chauffe-eau comprend : un absorbeur (12), une cuve (1,2,10) pour le stockage de l'eau, des embouts (9) soudés sur la cuve, des écrous de liaison (17) entre l'absorbeur et la cuve, et une tuyauterie (13) servant à la sortie d'eau chaude et faisant également office de dégazage. La cuve vient se placer en partie basse, et, entre un cylindre inférieur (2) et un cylindre supérieur (1), laisse un espace apte à être occupé par l'isolation (16), l'absorbeur (12), et le vitrage (11). ».

Description

Le chauffe-eau solaire traditionnel se présente par quatre éléments: deux

capteurs, une cuve apparente et un support. Ces quatre éléments réunis représentent un poids et un volume importants, concentrés sur une surface

réduite (généralement une toiture).

De ce fait, les régions soumises à de fortes intempéries (cyclones, tempêtes, vents violents etc...), rencontrent des problèmes d'arrachage liés à la prise au vent. De plus, le capteur doit, pour fonctionner efficacement, être orienté de manière spécifique.

La présente invention concentre, en la forme monobloc et compacte: un capteur, la cuve et le support, diminuant de moitié le poids et le volume. La hauteur maximale est de 167 millimètres, La surface de chauffe est de: 1290 millimètres de largeur, 2390 millimètres de longueur, pour une capacité de 300 litres. A tout moment ce chauffe-eau solaire peut être modulable en capacité, sans modification de l'enveloppe extérieure, allant d'un minimum de 150 à 300 litres. De plus toutes les orientations sont possibles, sauf l'orientation au Sud (hémisphère Nord) et au Nord (hémisphère sud).

Ce chauffe-eau fonctionne par un système thermosiphon. Il est composé : D'une cuve en inox: soit de forme cylindrique (figure 3) soit de forme rectangulaire, concave et convexe dans sa partie supérieure et inférieure (figure 2) - D'un absorbeur {12); - D'un vitrage (11) ; - D'une enveloppe extérieure (coffre polyester)(19) DESCRIPTION DE LA CUVE CYLINDRIQUE REALISEE ENTIEREMENT EN INOX (FIGURE N 3) Un cylindre supérieur de stockage (1) réalisé en inox de 3 millimètres d'épaisseur, dont chaque extrémité est bombée, et soudée (3). Sur la partie haute et avant gauche de ce cylindre est réalisé un orifice (7)de 27 millimètres de diamètre, complété par un embout de 20/27 millimètres de diamètre (9). Dans cet orifice est fixé par soudure un tuyau de forme cintrée qui est introduit par la partie basse du cylindre supérieur et dirigé vers la partie haute du cylindre supérieur, sans contact avec la cloison interne, afin de permettre l'alimentation en eau chaude et l'élimination d'éventuelles poches d'air se formant lors du remplissage d'eau (par système de purge) (13) ; Un cylindre inférieur (bas) (2) réalisé en inox de 3 millimètres d'épaisseur, qui sert de récepteur d'eau froide, qui se termine également, à chaque extrémité d'un fond bombé et soudé (3). Sur la partie arrière et droite de ce cylindre, est réalisé un orifice (7) de 27 millimètres de diamètre, complété par un embout (9) de 20/27 millimètres de diamètre, où est soudée une canalisation, qui sert à l'alimentation en eau froide (14) de la cuve. Ce système fonctionne selon le principe de boucle de thikelman .

Entre ces deux cylindres viennent s'ajouter perpendiculairement, des cylindres (10) réalisés en inox de 1,5 millimètres (20) d'épaisseur, d'un diamètre inférieur, espacés d'environ 50 millimètres (cet espace est nécessaire au façonnage des soudures).

2865530 2 Cinq embouts filetés mâles (9) d'une longueur de 100 millimètres, d'un diamètre de 20/27 sont soudés sur la face supérieure du cylindre supérieur {haut) (1) à intervalles réguliers.

Trois embouts filetés mâles (9) d'un longueur de 100 millimètres, d'un diamètre de 20/27 sont soudés sur la partie supérieure du cylindre inférieur (bas) {2) à intervalles réguliers.

Le nombre d'embouts (9)peut être variable, et sa quantité 10 déterminera son rendement.

A chaque extrémité des cylindres supérieur (haut) {1) et inférieur (bas) (2), à l'emplacement des parties bombées (3), parfaitement centrés, se trouvent quatre orifices d'un diamètre de 27, complétés par un manchon avec filetage 20/27 femelle s> (15) qui permettront un raccordement de plusieurs autres capteurs en batterie (côté à côte), en fonction de la capacité souhaitée. La fixation de la cuve s'effectue dans sa partie inférieure de la cuve, au niveau des cylindres perpendiculaires (10) par six pattes de fixation (18) avec.

écrou borgne .

Les fixations sont également réalisées en tôle inox de 1,5 millimètres d'épaisseur {20), d'une hauteur de 30. millimètres, pour permettre le centrage dans son conformateur (isolation).

La fixation définitive à la toiture (ou tout autre endroit) s'effectue sur un chassis classique en cornière ou tubulaire (en fonction de la demande) , DESCRIPTION DÉ LA CUVE CONCAVE ET CONVEXE- REALISEE -ENTIEREMENT EN INOX: FIGURE N 2 Elle présente les mêmes caractéristiques que: la:cuve décrite ci-dessus (figure 3), cependant, sa particularité est la suivante Les cylindres perpendiculaires {10) de la figure 3 décrits ci-dessus sont remplacés par des feuilles planes en inox, s'adaptant sur des raidisseurs (4) et épousant la forme extérieure concave (5) et convexe (6).

ISOLATION THERMIQUE

La cuve, est enveloppée dans de la laine de verre (21)dans sa totalité, elle est maintenue par cerclage avec des liens plastique ou bien scotchée. Le tout est placé dans le fond du conformateur. Une injection de mousse polyuréthane {16) sert à parfaire le maintien en place des éléments.

Lorsque le tout est stabilisé, on procède au démoulage du conformateur, et à la mise en place de l'absorbeur (12). Des essais de pression et d'étanchéité sont effectués, et le vitrage {11)est mis en place et maintenu par un système de joint parfaitement étanche et sécurisé.

LE COFFRAGE (19) PEUT ETRE REALISE EN POLYESTER STRATIFIE , EN PROFILE ALUMINIUM, EN BOIS OU EN TOLE PRE-LAQUEE.

SYSTEME DE COFFRAGE POLYESTER STRATIFIE (19) figure 1 Ce système de coffrage est réalisé à l'aide d'un moule.

Les angles du coffrage peuvent être droits, arrondis, ou obliques, Le coffrage est réalisé par injection d'une couche d'enduit gélifié de couleur blanche (mais qui peut être colorée à ia demande). Sur cette couche d' enduit gélifié est déposée une couche de tissu mat (200 grammes au mètre carré) puis une autre couche de tissu stratifil {300 grammes au mètre carré) et encore à nouveau une couche de tissu mat (200 grammes au mètre' carré) qui forme la finition définitive du coffrage extérieur. L'ensemble de la cuve et le coffrage décrits ci-dessus font l'objet du présent brevet.

FONCTIONNEMENT: L'eau froide arrive par trois embouts (9) dans le cylindre inférieur (bas) (2). Cette eau est aspirée par système de thermosiphon (qui fonctionne par énergie solaire) vers l'absorbeur (12). Au contact de l'absorbeur (12), l'eau chauffe, passe par les cinq embouts (9) se dirigeant vers le cylindre supérieur (1).

l'eau ainsi chauffée vient se stocker dans le cylindre supérieur (1) puis, descend vers les cylindres perpendiculaires (10) et ensuite vers le cylindre inférieur (2) et tout cela par circulation continue (suivant ensoleillement).

En cas d'intempérie prolongée, il est également prévu, la mise en place d'un système d' appoint électrique équipé d'un groupe marche-arrêt , qui viendrait se substituer au systeme décrit, pendant toute la durée des intempéries. Le système solaire sera remis en place,dès que l'ensoleillement le permet.

DESCRIPTIF DES FIGURES

1 - Cylindre supérieur (haut) 2 - Cylindre inférieur (bas) 3 -.Fonds bombés 4 - Raidisseurs - Tôle concave (1,5mm) - Mousse polyuréthane Ecrou de serrage - Pattes de fixation - Coffre polyester 25..

- Coudes réduits 150/100 Emliouts Mâles-- filetés 20/27 - Cylindres perpendiculaires 11 - Vitrage 12 - Absorbeur 13 - Sortie eau chaude sanitaire 14 - Arrivée d'eau froide du chauffe-eau - Manche femelle pour assemblage en batterie 16 17 18 19 - Tôle épaisse 1,5mm en inox 21 Laine de verre 6 - Tôle convexe (1,5mm) - Orifice IO/27 (complétés par un embout)

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Chauffe-eau solaire, de forme compacte, servant à fabriquer de l'eau chaude grâce à l'énergie solaire, et comprenant: un absorbeur (12) - une cuve (1, 2 et 10) pour le stockage de l'eau des embouts (9) soudés sur la cuve des écrous de liaison (17) entre l'absorbeur et la cuve une tuyauterie (13) servant à la sortie d'eau chaude, et qui fait également office de dégazage.

2. Chauffe-eau solaire selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite cuve (1, 2, 10), venant se placer dans la partie basse, entre un cylindre inférieur (2) et un cylindre supérieur (1), laisse un espace dans sa partie supérieure pour l'isolation (16), l'absorbeur (12), et au vitrage (11), se présentant ainsi de manière compacte.

3. Chauffe-eau solaire, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une tuyauterie de forme cintrée (13) est introduite par la partie basse du cylindre supérieur (1), sans contact avec la cloison interne, afin de permettre l'alimentation en eau chaude et l'élimination d'éventuelles poches d'air se formant lors du remplissage d'eau, constituant ainsi un système de purge.

4. Chauffe-eau solaire, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il fonctionne selon un système thermosiphon.

5. Chauffe-eau solaire, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur maximale est de 167 mm, la surface de chauffe de largeur 1290 mm et de longueur 2390 mm, pour une capacité de 300 litres, et en ce que sa capacité est modulable de 150 à 300 litres sans modification de l'enveloppe extérieure (19). 40