CH491341A - Appareil de chauffage d'un liquide utilisant l'énergie solaire - Google Patents

Description

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 Appareil de chauffage d'un liquide utilisant l'énergie solaire La présente invention a pour objet un appareil de chauffage d'un liquide utilisant l'énergie solaire, caractérisé par le fait qu'il comporte à l'intérieur d'une enceinte fermée dont la face frontale, destinée à être exposée aux rayons solaires, est transparente et dont la face arrière est    thermiquement   isolante, une paroi absorbante ainsi qu'un dispositif d'écoulement d'un liquide dont une partie au moins est en contact intime avec la paroi absorbante. 



  Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution particulière de l'appareil selon l'invention. 



  La    fig.   1 est une vue partiellement en coupe et certaines parties étant arrachées de l'appareil. 



  La    fig.   2 en est une coupe transversale suivant la ligne    A-A   de la    fig.   1. 



  La    fig.   3 en est une coupe longitudinale suivant la ligne    B-B   de la    fig.   1. 



  Dans la forme d'exécution illustrée, l'appareil de chauffage d'un liquide utilisant l'énergie solaire comporte une enceinte fermée constituée par deux feuilles de matière plastique soudées l'une à l'autre sur le pourtour de l'appareil. L'une de ces feuilles constitue la face frontale 1 de l'appareil et est en une matière plastique transparente tandis que l'autre constituant la face arrière 2 de l'appareil peut être transparente ou opaque, mais présente par elle-même ou grâce à un revêtement 3, situé soit à l'intérieur soit à l'extérieur de l'enceinte, un bon pouvoir d'isolation thermique. 



  A l'intérieur de cette enceinte fermée par les faces 1, 2 en matière plastique, se trouvent d'une part une paroi absorbante 4, présentant un coefficient d'absorption de chaleur élevée et un dispositif d'écoulement d'un liquide à chauffer. 



  Cette paroi absorbante 4 est    disposée   entre les faces 1 et 2 de l'appareil, parallèlement à celles-ci, et est cons-    tituée   par une feuille en matière plastique absorbant la chaleur des rayons solaires, donc présentant de préférence une surface, tournée vers la paroi transparente 1, de    couleur   foncée voire noire. Des tubes 5, 6 rigides ou    gonflables   s'étendent le long du bord latéral de l'appareil, à l'intérieur de l'enceinte entre la face 1 et la paroi. Ces tubes en matière plastique sont soudés sur les feuilles constituant la face 1 de la paroi 4 et permettent de maintenir ces feuilles dans des plans approximativement parallèles. La paroi 4 est encore soudée le long de ses bords latéraux, au-delà des tubes 5, 6, à la face 1.

   Un espace fermé 7 est ainsi créé entre la face 1 et la paroi 4 évitant toute turbulence de l'air et réduisant ainsi les    pertes   de chaleur de la paroi 4 dues à la convection. 



  Le dispositif d'écoulement d'un liquide à chauffer est constitué par un panneau de chauffage et un panneau de préchauffage tous deux situés entre la paroi absorbante 4 et la face arrière 2. 



  Le panneau de préchauffage 8 est constitué par la juxtaposition de deux feuilles de matière plastique soudées ensemble de telle façon qu'un serpentin 9 soit formé dans ce panneau dont l'entrée d'eau froide 10 située au bas du panneau de préchauffage 8 émerge hors de l'enceinte et constitue un zigzag de pas serré (le pas illustré au dessin est fortement exagéré pour les besoins de la représentation) dont l'extrémité supérieure est reliée à un conduit 11. 



  Ce panneau de préchauffage 8 est séparé de la face arrière 2 par des tubes 12, 13 rigides ou gonflables soudés sur cette face arrière et sur ce panneau 8 et s'étendant le long des bords latéraux de l'appareil parallèlement aux tubes 5, 6. Ainsi cette face arrière 2 et ce panneau 8 sont maintenus en position de service approximativement parallèle l'un à l'autre.

   Ici également, la face arrière 2 et le panneau 8 sont soudés ensemble en deçà des tubes 12, 13. 

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 Le panneau de chauffage 14 est constitué par une feuille de matière plastique soudée contre l'arrière de la paroi absorbante 4 de manière qu'un serpentin 15 soit formé, analogue au serpentin 9 du panneau de préchauffage 8, mais en contact intime sur toute sa longueur avec la paroi absorbante 4 pour que le liquide circulant dans ce serpentin 15 absorbe par conduction et rayonnement la plus grande partie de la chaleur induite par les rayons solaires dans cette paroi absorbante 4. 



  L'entrée 16 ou extrémité inférieure du serpentin 15 est reliée au conduit 11 venant de la sortie du serpentin 9 tandis que la sortie ou extrémité supérieure du serpentin 15 est reliée à un conduit 17 sortant de l'enceinte de l'appareil. 



  Les panneaux de préchauffage 8 et de chauffage 14 sont séparés par des tubes rigides ou gonflables 18, 19 analogues aux tubes 5, 6 et 12, 13, assurant la rigidité de l'appareil en position de service ainsi que l'écartement désiré entre ces panneaux 8, 14. 



  Le long des bords supérieur et inférieur de l'appareil au moins certaines des feuilles de matière plastique constituant les divers éléments de l'appareil sont soudés ensemble formant ainsi l'enceinte de celui-ci. De même le long des bords latéraux, en deçà des tubes de maintien 5, 6, 12, 13 et 18, 19, certaines au moins de ces feuilles de matière plastique sont soudées ensemble également pour former l'enceinte de l'appareil. 



  En outre, sur toute une partie de la longueur de ces bords latéraux, certaines de ces feuilles constitutives de l'appareil forment un ou plusieurs manchons 20 destinés à recevoir un cadre de maintien qui peut être fixé sur un support pour positionner l'appareil en position de service, c'est-à-dire avec ses faces transparentes 1 disposées approximativement perpendiculairement aux rayons solaires. 



  Ces manchons 20 ne sont pas continus et permettent l'assemblage de deux appareils l'un à côté de l'autre en disposant ces manchons 20 en quinconce et en les imbriquant de sorte qu'un même organe de maintien soit introduit simultanément dans des manchons 20 appartenant à deux appareils voisins. De cette façon, il est possible de réaliser de grandes installations de chauffage. Les divers appareils constitutifs d'une telle installation peuvent être branchés en série ou en parallèle suivant la température et le débit de liquide chauffé désiré. 



  Dans une variante, les manchons 20 peuvent être continus et étanches de manière à pouvoir être gonflés par un orifice adéquat et assurer eux-mêmes le maintien (le l'appareil en position de service. 



  Les tubes 5,    fi,   12, 13 et 18, 19 peuvent être reliés aux    manchons   20 de manière à pouvoir être gonflés en    mémo   temps que ces manchons 20. 



  En variante. le dispositif d'écoulement du liquide pourrait ne comporter que le panneau de chauffage 14 dont le serpentin 15 est en contact intime avec la paroi absorbante 4. 



  Bien que cette paroi absorbante 4 soit un élément constitutif du panneau de chauffage 14, il est possible de réaliser un panneau de chauffage 14 en tout point semblable au panneau de préchauffage 8 décrit et de le fixer contre la surface arrière de la paroi absorbante 4. 



  Dans d'autres variantes, le dispositif d'écoulement du liquide pourrait comporter plusieurs panneaux de préchauffage 8 disposés parallèlement les uns aux autres clans l'enceinte de l'appareil. En variante également, les tubes 5, 6 ; 12, 13 et 18, 19 ainsi que les manchons 20 peuvent être remplacés par des éléments rigides. 



  Bien que la forme d'exécution décrite, réalisée en matière plastique souple et dans laquelle les manchons et les tubes assurant la    rigidité   de    l'appareil   sont gonflables, soit très pratique de par son encombrement réduit lorsqu'il n'est pas utilisé puisqu'il peut être plié ou roulé, il est évident que d'autres matériaux peuvent être utilisés tels que du métal et du verre pour la constitution des divers éléments de l'appareil qui dans une telle réalisation serait plus particulièrement prévue pour des installations fixes en opposition aux installations amovibles et transportables pouvant par exemple être    prévues   pour le réchauffage des piscines en plein air. 



  Dans des variantes, il est possible de munir l'espace 7 ainsi qu'éventuellement les autres espaces situés entre les panneaux de préchauffage et de chauffage ainsi qu'entre la face arrière et le panneau de préchauffage ou de chauffage d'orifices les mettant en communication avec l'air libre ; ces orifices peuvent être obturés à l'aide de bouchons. Ceci est particulièrement important pour l'espace 7 afin de pouvoir en évacuer la buée qui pourrait s'y former en vue d'augmenter la transmission de chaleur à la paroi absorbante 4. 



  Dans d'autres variantes, le ou les serpentins du dispositif de circulation de liquide pourraient être remplacés par un tissu, un mât de fibres synthétiques ou naturelles ou tout autre matelas spongieux à structure cellulaire ouverte ou    communiquante,   situé entre deux feuilles de parement, formant une enceinte étanche pour ce matelas. 



  Enfin, l'alimentation en liquide froid à chauffer, reliée à l'entrée 10 du dispositif de circulation de liquide peut comporter un organe de réglage du débit de ce liquide permettant de régler le temps de passage du liquide dans l'appareil et donc, pour des conditions d'ensoleillement déterminées, la température de sortie du liquide d'un appareil déterminé. 



  Enfin, dans une variante simplifiée, l'appareil pourrait comporter une face frontale transparente, une paroi absorbante située immédiatement derrière cette face frontale et un dispositif d'écoulement de liquide, formé par un serpentin ou un matelas fibreux ou poreux situé directement entre la face arrière isolante de l'appareil et la paroi absorbante. On obtient ainsi un appareil extrêmement plat, peu encombrant, léger et d'un usage immédiat. Un tel appareil peut par exemple être simplement posé à même le sol dans certaines utilisations. 



  Dans d'autres variantes, les serpentins des panneaux du dispositif d'écoulement peuvent être remplacés par des réseaux de canaux aboutissant tous à un collecteur d'entrée et à un collecteur de sortie. 



  Le fonctionnement de l'appareil décrit ainsi que de toutes ses variantes est simple, la face frontale transparente 1 est orientée vers le soleil et le conduit d'entrée est alimenté en liquide devant être chauffé. Lors de son passage au travers du dispositif d'écoulement, dont une partie au moins est en contact intime avec la paroi absorbante chauffe par les rayons solaires, le liquide s'échauffe pour sortir par le conduit de sortie. Dans certains cas lorsque la perte de charge est élevée dans le dispositif d'écoulement et que la circulation du liquide ne peut pas être assurée par convection naturelle, une pompe ou un    circulateur   peut être branché sur l'entrée ou la sortie de l'appareil. 

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Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil de chauffage d'un liquide utilisant l'énergie solaire, caractérisé par le fait qu'il comporte à l'intérieur d'une enceinte fermée dont la face frontale, destinée à être exposée aux rayons solaires, est transparente et dont la face arrière est thermiquement isolante, une paroi absorbante ainsi qu'un dispositif d'écoulement d'un liquide dont une partie au moins est en contact intime avec la paroi absorbante. SOUS- REVENDICATIONS 1. Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait que le dispositif d'écoulement du liquide comporte un panneau de chauffage présentant un serpentin en contact intime sur la plus grande partie de sa longueur avec la paroi absorbante. 2.

   Appareil selon la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif d'écoulement du liquide comporte un panneau de préchauffage présentant un serpentin situé entre le panneau de chauffage et la face arrière isolante de l'appareil. 3. Appareil selon la sou s- revendication 2, caractérisé par le fait que l'une des extrémités du serpentin du panneau de chauffage est reliée à un conduit de sortie émergeant hors de l'appareil, que les serpentins du panneau de préchauffage et du panneau de chauffage sont reliés en série et que l'extrémité libre du panneau de préchauffage est reliée à un conduit d'entrée émergeant hors de l'appareil. 4.

   Appareil selon la sou s- revendication 3, caractérisé par le fait que le panneau de chauffage et le panneau de préchauffage sont formés par deux feuilles de matière plastique soudées ensemble de façon à former un serpentin entre elles. 5. Appareil selon la sou s- revendication 4, caractérisé par le fait que l'une des feuilles formant le panneau de chauffage est constituée par la paroi absorbante. 6.

   Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait que le dispositif d'écoulement du liquide comporte un panneau de préchauffage et un panneau de chauffage formés par un matelas de matière fibreuse placé entre deux feuilles étanches, les espaces intérieurs de ces panneaux étant reliés en série, l'espace interne du panneau de chauffage étant relié à un conduit de sortie tandis que l'espace interne du panneau de préchauffage est relié à un conduit d'entrée, ces conduits d'entrée et de sortie émergeant hors de l'appareil. 7.

   Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait que le dispositif d'écoulement du liquide comporte un panneau de préchauffage et un panneau de chauffage comportant chacun un réseau de canaux aboutissant à des conducteurs d'entrée respectivement de sortie, et par le fait que les collecteurs de ces panneaux sont branchés en séries, le collecteur de sortie du panneau de chauffage étant relié à un conduit de sortie émergeant hors de l'appareil tandis que le collecteur d'entrée du panneau de préchauffage est relié à un conduit d'entrée émergeant hors de l'appareil. S. Appareil selon la revendication ou l'une des sous- revendications 1, 2, 6 et 7, caractérisé par le fait que le dispositif d'écoulement comporte un organe de réglage du débit du liquide. 9.

   Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait que sa face arrière est revêtue sur au moins une de ses surfaces d'une couche d'un matériau isolant. 10. Appareil selon la sous-revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des organes d'écartement le long d'au moins deux côtés de l'appareil, situés entre la face frontale et la paroi absorbante, entre le panneau de préchauffage et de chauffage et la face arrière de l'appareil. 11. Appareil selon la sous- revendication 10, caractérisé par le fait que les organes d'écartement sont tubulaires et rigides. 12. Appareil selon la sou s- revendication 10, caractérisé par le fait que les organes d'écartement sont tubulaires et gonflables. 13.

   Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait qu'il comporte encore des organes de fixation le long de parties au moins de deux côtés de l'appareil constitués par des manchons tubulaires destinés à recevoir un organe de support rigide. 14. Appareil selon les sous-revendications 12 et 13, caractérisé par le fait que les organes de fixation s'étendent sur toute la longueur de deux côtés opposés de l'appareil et par le fait qu'ils sont gonflables. 15. Appareil selon la revendication, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en matériaux souples seulement de manière à être pliable ou à pouvoir être roulé sur lui- même.