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La présen-te invent~on concerne une structure
gonflable d'echange thermique permettant à la ~ols la recept.ton
et l'emission de chaleur pour assurer, soit la production de
chaleur, soit la production de froid.
~a production de froid par ~Itilisation du rayonnement
solaire, s'effectue en genéral par l'intermédiaire de machines
à absorption dans lesquelles l'évaporation du fluide est entre-
tenue par la chaleur solaire. A cause des difficultes qui se
présentent dans les pays chauds pour refroidir le condenseur,
il est necessaire d'avoir recours pour chauffer l'evaporateur
à des capteurs solaires à concentration afin d'augmenter la
temperature de l'evaporateur.
Toutefois, le rendement des installations serait
encore notablement amélioré si l'on résolvait le problème de
re~roidissement du condenseur dans ]es pays chauds.
Afin d'éviter le surdimensionnement des surfaces
d'echange à l'interieur des habitations, et afin d'obtenir un
bon rendement dans l'obtention de :Eroid par un groupe de refri-
g~ration ~ absorption, il est necessaire de disposer de tempe-
ratures se situant dans la fourchette des temperatures moyennesentre 150 et 300C. Pour obtenir ces temperatures, on a recours
à des dispositifs de captage assoc:iés ~ des dispositi~s de con-
centration du rayonnement solaire, pouvant revêtir des formes
paraboloidales, cylindro-parabololdales, hemispheriques ou demi-
cylindriques. Ces dispositifs doivent être consta~ment orientesface au soleil par un mécanisme d'orientation et d'entxainement
approprie.
Les dispositifs de concentration et de captage du
rayonnement solaire de ce type actuellement presentes sur le
marche ont de multiples inconvenients. Ils sont lourds, ont
une prise au vent trop orte qui derègle les mecanismes
d:orientation ; le nettoyage obligatoire des reflecteurs est
-fastidieux ; le dispositif electronique et mecanique de
~oursuite solaire est complexe et onereux du fait du poids
des appareils et de la prise au vent, et utilisent des moteurs
puissants qui consomment de l'energie ; les mécanismes de
transmission se bloquent fréquemment, notamment en cas de
vents de sable.
La presente invention a pour but de remedier aux
inconvenients des installations connues et de creer un di~.ositif
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de concsntration et de captage du rayonnement solaire qui
donne une grande souplesse d'utilisation, se module aux
dimensions de l'emplacement d'application, qui se prête
aisement à l'installation de tras grandes surfaces de con-
centration et de captage, qui ofre une faible prise au
vent, une grande fiabilite, une grande legèrete et une
grande facilite de txansport, avec cependant un prix de
revient très inférieur a celui des installations connues,
permette à la fois de creer du froid et de la chaleur avec
des moyens simples, légers, ~aciles a transporter ~ur le
lieu de leur mise en place, relativement peu encombrant,
tres facile a entretenir et ne nécessite pas beaucoup de
puissance de fonctionnement, assure a la fois un fonction-
nement diurne, surtout pour la récuperation de chaleur, et
nocturne pour la recuperation de froid, par emission de
calories.
Selon la presente invention, il est prevu un
dispositif a structure gonflable pour assurer un echange
thermique entre un fluide caloPorteur et l'exterieur, carac-
terise en ce qu'il comprend une enveloppe cylindrique
souple en matiere plasti~ue ~ransparente aux rayons infra-
rouges/ maintenue dans sa forme par une surpression interne,
et a l'interieur de cette enveloppe est prevue une paroi
reflechissante en direction de ladite enveloppe, un fluide
caloporteur à refroidir ruisselle sur ladite paroi, ce
~luide etant amene à l'interieur de l'enveloppe par l'inter~
mediaire d'une canalisation d'alimentation pour sortir par
une canalisation d'evacuation et être recycle par une pompe
aans un reservoir tampon.
Le dispositi~ selon l'invention permet de refroi-
dir un fluide ~aloporteur par rayonnement nocturne naturel
grâce a une structure ~onflable ~ui peut être mise en
oeuvre en association avec les capteurs solaires à structure
gonflable, en utilisant les zones d'omhres portees par ces
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capteurs solaires et en rëalisant ai.nsi une utilisation
optimale de la suxface ensoleillee.
Le fluide caloporteur refroidijpendant la nuit en
utilisant le dispositif defini ci-dessus est stocke dans un
reservoir tampon, et il est utilisé pendant le jour pour
refroidir le condenseur des installations, par exemple des
installations de production de froid, utilisant l'énerg.ie
solaire.
L'invention va être expli~uée plus en détail en
se referant a des exemples de realisation representes sur
les dessins ci-joints dans les~uels:
- la figure 1 est une representation schematique
de principe en coupe transversale du dispositif,
- la figure 2 est une representation schematique
en coupe transversale d'une premiere variante du dispositif,
~ la figure 3 est une représentation schématique
en coupe transversale d'une seconde variante du dispositif,
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale
partielle d'un dispositif a structure gonflable de concen-
tration et de captage du rayonnement solaire,
. _
- la figure 5 est une vue en coupe transversale du
dispositif selon la figure 4.
Le disposikif d'echange thermique conforme à
l'invention comporte une enveloppe externe cylindrique souple 1
en matière plastique transparente aux rayons infrarouges, telle
que du polyethylène haute densite ; cette enveloppe est main-
tenue dans sa forme cylindrique par une surpression interne Pl.
Coaxialement et à l'interieur de cette enveloppe 1, est disposee
une enveloppe cylindrique souple en matière plastique 2 sur la
face interne de la paroi de laquelle est place un revetement,
par exemple un depôt d'aluminium, reflechissant les rayons
infrarouges par rapport à l'enveloppe externe 1. Cette seconde
enveloppe cylindrique souple 2 est maintenue dans sa forme par
une surpression interne P2 superieure à la surpression Pl. Des
canalisations d'alimentation 4 permettent d'amener au voisinage
de la genexatrice superieure de l'enveloppe externe 1, un fluide
caloporteur (fournissant des calories ou des frigories) qui
ruisselle alors sur l'enveloppe cylindrique interne 2, et qui
subit un echange thermique au cours de ce ruissellement par
rayonnement avec l'atmosphère à travers l'enveloppe externe 1
ainsi que pour echanger des rayons infrarouges avec l'enve-
loppe 1, soit en récepteur, soit en émetteur. Le fluide calo-
porteur après cet echange se rassemble au voisinage de la
génératrice inférieure de l'enveloppe externe 1 pour être
evacu~ par l'intermédiaire d'une canalisation d'évacuation 5,
passe dans un reservoir tampon 7 et est recycle par une pompe 6
dans la canalisation 4.
Le dispositif d'echange thermique decrit est entiè-
rement stati~ue, d'une très grande legèrete. Sa m~se en oeuvre
3~ et son transport sont extremement faciles puisqu'il se gonfle.
La variante de la figure 2 a une surface reflechis-
sante 2 directement rapportée sur la face interne inferieure
de l'enveloppe 1.
La figure 3 montre une seconde variante dont la
35 surface reflechissante 2 est rapportee sur une plaque inclinee
dans un plan diametral de l'enveloppe 1.
~es figures 4 et 5 montrent de fa~on plus detaillee
une forme de realisation d'un ~ispositif orientable par asser-
vissement sur la position du soleil.
Ce dispositif ~ structure gonflable de concentration
.
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et de capta~e du rayonnement solai:re comporte ~n concentrateur
10 constitue d'une enveloppe cylindrique souple 11 transparente,
maintenue dans sa forme cylindrique par une surpression interne
de gaz Pl, notamment du ga7 CO2, superieure ~ la pression a-tmos-
pherique. A chacune des extremites de l'enveloppe cylinc~riquesouple 11, est disposée une structure rigide 12 sur laquelle
est fixee, de fa~on etanche, l'enveloppe 11. Cette structure 12
est solidaire d'un tourillon 13 porte libre en rotation par un
support 14. ~ur une des structures d'extremites 12 est disposee
10 une tubulure 15 munie d'un robinet pour permettre l'intro-
duction dans l'enveloppe 11 du ~az exerçant la surpression Pl.
La moitie de la face interne de l'enveloppe 11 est munie d'un
revêtement 16 reflechissant le rayonnement solaire vers l'interieur
de l'enveloppe 11. Ce revêtement peut être un depôt d'aluminium.
15 L'autre demi-cylindre de la paroi de l'enveloppe 11 ne comporte
pas de revêtement et reste transparent au rayonnement solaire
inciden~ (figure 5).
Coaxialement à ce concentrateur 10 et solidairement
avec lui, est dispose un recepteur 17 constitue par un tube de
20 section circulaire en un materiau thermiquement bon conducteur.
La face externe de la paroi 18 du rëcepteur 17 porte un revê-
tement absorbant selectivement le rayonnement solaire. ~ chaque
extremite, le recepteur 17 porte une structure rigide 19 soli-
daire d'une canalisation 20 d'admission ou d'evacuation. Ces
25 ~analisations 20 permettent de faire circuler à l'interieur du
recepteur 17 un fluide caloporteur cJazeux ou liquide. Avantageu-
sement, les canalisations 20 sont d'une seule piece avec les
axes 13 du concentrateur 10l pour simplifier la construction
et assurer un entralnement solidaire en rotation du concentrateur
30 lO et du recepteur 17, et de simplifier les problèmes d'etan-
chement entre le recepteur mobile 17 et l'installation ext~rieure
fixe de recyclage du fluide caloporteur.
La section transversale du recepteur est circulaire,
mais on peut envisage~ des recepteurs differents.
~u dispositif qui vient d'être decrit, est associe
un dispositif d'asservissement electronique et d'entraînement
non represente pour entrainer en rotation un des axes 13 avec
un couple d'entraînement extrêmement faible etant donne la
legèrete de l'ensemble. Cet entrainement est encore plus faible
40 si suivant une variante, le dispositif est entouré par une enve-
loppe exterieure contenant un bain d'huile sur lequel flottel'enveloppe interieure.
