CH701001B1

CH701001B1 - solar tank.

Info

Publication number: CH701001B1
Application number: CH00682/09A
Authority: CH
Inventors: Albert Jan Ijspeert
Original assignee: Albert Jan Ijspeert
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2015-03-31
Also published as: CH701001A2

Abstract

Citerne solaire combinant en une seule unité un réservoir d’eau thermiquement isolé, un collecteur solaire et un système de circulation intégré, le tout fonctionnant sans apport d’énergie extérieur et de façon autonome n’exigeant aucun travail de contrôle, de maintenance ou d’entretien. La citerne solaire chauffe son eau en été et garde son eau chaude pendant l’hiver et elle a une capacité suffisante pour alimenter en chaleur un bâtiment pendant toute l’année sans aucun autre apport d’énergie. La citerne solaire n’a pas besoin de lien constructif avec le bâtiment à chauffer autre que la connexion des tubes de chauffage.Solar tank combining in a single unit a thermally insulated water tank, a solar collector and an integrated circulation system, all operating without external energy supply and autonomously requiring no control, maintenance or maintenance work. 'interview. The solar tank heats its water in summer and keeps its water hot during the winter and it has sufficient capacity to supply heat to a building all year long without any other energy input. The solar tank does not need a constructive link with the building to be heated other than the connection of the heating pipes.

Description

Description Domaine technique Description Technical Area

[0001 ] La citerne solaire fait partie des techniques de chauffage solaire. Il s’agit d’un réservoir d’eau chaude, isolé thermiquement pour réduire les pertes de chaleur, et dans lequel est incorporé un collecteur solaire et un système de circulation d’eau. La citerne solaire chauffe son eau en été et garde son eau chaude pendant l’hiver et elle a une capacité suffisante pour alimenter en chaleur un bâtiment pendant toute l’année sans aucun autre apport d’énergie fourni par mazout, gaz, électricité ou par pompe à chaleur. La citerne solaire fonctionne de façon indépendante, sans contrôle ou intervention de l’extérieur et n’a pas non plus besoin de lien constructif avec le bâtiment à chauffer autre que pour la connexion des tubes de chauffage. The solar tank is part of solar heating techniques. It is a hot water tank, thermally insulated to reduce heat loss, and incorporating a solar collector and a water circulation system. The solar tank heats its water in summer and keeps its water hot during the winter and it has a sufficient capacity to supply heat to a building throughout the year without any other energy input provided by oil, gas, electricity or electricity. heat pump. The solar tank operates independently, without control or intervention from the outside and also does not need a constructive link with the building to be heated other than for the connection of the heating tubes.

Etat de la technique State of the art

[0002] La consommation globale d’énergie dans notre pays est assumée pour environ un quart par le chauffage des bâtiments et des maisons. Et cela pendant que l’énergie solaire, qui chauffe les toits de ces bâtiments en été, représente un multiple de leurs besoins de chauffage en hiver. Pour utiliser cette énergie gratuite et non-polluante, de plus en plus de collecteurs solaires sont utilisés pour chauffer de l’eau pour les besoins d’eau chaude dans les maisons. Cela permet d’arrêter le chauffage à mazout, au gaz ou encore par pompe à chaleur pendant la période d’été et ainsi de réduire les coûts énergétiques. Si par contre on souhaite utiliser la chaleur solaire aussi en hiver pour chauffer la maison, il faudrait trouver un moyen pour accumuler et stocker l’énergie pendant la période d’été afin de fa rendre disponible en hiver. Cela a été fait sous des latitudes plus au sud, par exemple le brevet US 4 280 480 décrit un tel système où une accumulation de pierres a été placée dans une serre pour être chauffé en été et à son tour chauffer l’air en hiver, mais ce sont restés des cas isolés. Une solution pour le chauffage qui est devenue populaire pour les nouvelles constructions c’est l’utilisation de pompes à chaleur qui utilisent le sous-sol comme source calorifique, le brevet WO 2007/1 15 727 A1 décrit un tel système utilisant comme source un réservoir enterré et non-isolé pour avoir un bon contact avec le sol. Ces pompes ne consomment qu’un tiers ou un quart de l’énergie pompée et donc un tel système semble très avantageux en énergie. Si par contre l’électricité qu’elles consomment est produite au moyen de centrales électriques alimentés par mazout, gaz, charbon ou autre source de chaleur, il faut encore tenir compte du rendement de ces centrales électriques de seulement quelques 40% (cycle de Carnot). Dans ces cas l’avantage des pompes à chaleur s’évapore pour une grande partie et leur consommation réelle correspond à quelques 70% d’équivalents en mazout ou gaz. Donc les pompes à chaleur ne sont pas une réponse satisfaisante au problème de l’énergie et du C02. Par contre leur efficacité augmente en utilisant des collecteurs solaires pour chauffer leur source en sous-sol dans la période d’été. Le brevet DE 20 2006 01 1 482 U 1 décrit un tel système et en plus ajoute une isolation thermique sur les côtés du stockage les plus exposés. Le brevet US 5 941 238 va plus loin et utilise une multitude de réservoirs enterrés et entièrement isolés. Un désavantage de ces systèmes reste l’utilisation d’énergie extérieure pour alimenter la pompe à chaleur et notre invention veut y remédier en permettant de chauffer un bâtiment ou une maison en toute saison uniquement grâce à l’énergie solaire accumulée en été et utilisée en hiver. Ainsi elle apportera une grande contribution à nos besoins d’énergie. Un autre désavantage des systèmes mentionnés c’est leur complexité. Pas seulement à cause du besoin d’une pompe à chaleur avec son investissement et son entretien, mais encore à cause des coûts occasionnés par l’intégration des éléments dans le bâtiment, comme le captage sur le toit qui ajoute des coûts pour l’intégration esthétique du collecteur dans le toit, et le stockage dans la cave ou sous la maison qui augmente le volume et donc les coûts de la construction. Notre invention veut éviter l’utilisation de pompe à chaleur et éviter les désavantages mentionnés. En plus elle veut, contrairement à ces exemples, combiner la collection de chaleur et son stockage en une seule unité, conçue et construite indépendant du bâtiment à chauffer, pour ainsi pouvoir réduire sa construction à l’essentiel, le plus simple et le moins coûteux et en même temps le plus accessible au cas de dérangement. Les brevets US 4 003 364 et US 4 319 560 décrivent des systèmes où le collecteur solaire est intégré dans le réservoir de stockage formant ainsi un seul objet. Le désavantage ici est que ces systèmes ne sont pas entièrement autonomes, dépendant de circuits hydrauliques et de pompes et commandes extérieures. Un autre désavantage de ces systèmes c’est que chacun comporte un collecteur sophistiqué, le collecteur de US 4003364 a plusieurs faces pour mieux capter le soleil et celui de US 4 319 560 utilise un verre en forme de lentille. Notre invention veut y remédier, en combinant en une seule unité un réservoir thermiquement isolé, un simple collecteur plat et un système de circulation intégré le tout fonctionnant de façon passive et autonome n’exigeant aucun contrôle de l’extérieur ni aucun travail de maintenance ou d’entretien. The overall energy consumption in our country is assumed for about a quarter by the heating of buildings and houses. And while solar energy, which heats the roofs of these buildings in summer, is a multiple of their heating needs in winter. To use this free, non-polluting energy, more and more solar collectors are used to heat water for hot water needs in homes. This stops the heating oil, gas or heat pump during the summer period and thus reduce energy costs. If on the other hand we want to use solar heat also in winter to heat the house, we should find a way to accumulate and store energy during the summer period to make it available in winter. This has been done at latitudes farther south, for example US Pat. No. 4,280,480 describes such a system where an accumulation of stones has been placed in a greenhouse to be heated in summer and in turn to heat the air in winter, but they remained isolated cases. A solution for heating which has become popular for new constructions is the use of heat pumps which use the subsoil as a heat source, WO 2007/1 15 727 A1 describes such a system using as a source a buried tank and not insulated to have a good contact with the ground. These pumps consume only a third or a quarter of the pumped energy and thus such a system seems very advantageous in energy. If, on the other hand, the electricity they consume is produced by means of electric power stations fueled by oil, gas, coal or other heat source, it is necessary to take into account the efficiency of these power stations by only 40% (Carnot cycle). ). In these cases the advantage of heat pumps evaporates for a large part and their actual consumption corresponds to some 70% of equivalents in fuel oil or gas. So heat pumps are not a satisfactory answer to the problem of energy and CO2. On the other hand their efficiency increases by using solar collectors to heat their source in the basement in the summer period. DE 20 2006 01 1 482 U1 discloses such a system and additionally adds thermal insulation to the most exposed storage sides. US Patent 5,941,238 goes further and uses a multitude of buried and fully insulated tanks. A disadvantage of these systems is the use of external energy to power the heat pump and our invention wants to remedy by allowing to heat a building or a house in any season only with solar energy accumulated in summer and used in winter. So it will make a great contribution to our energy needs. Another disadvantage of the systems mentioned is their complexity. Not only because of the need for a heat pump with its investment and maintenance, but also because of the costs involved in integrating the elements in the building, such as roof capture that adds costs for integration aesthetics of the collector in the roof, and storage in the cellar or under the house which increases the volume and therefore the costs of construction. Our invention wants to avoid the use of heat pump and avoid the mentioned disadvantages. In addition, unlike these examples, it wants to combine the heat collection and its storage in a single unit, designed and built independently of the building to be heated, so that it can reduce its construction to the essential, the simplest and the least expensive. and at the same time the most accessible in case of inconvenience. US Pat. Nos. 4,003,364 and 4,319,560 describe systems in which the solar collector is integrated in the storage tank thus forming a single object. The disadvantage here is that these systems are not entirely autonomous, dependent on hydraulic circuits and pumps and external controls. Another disadvantage of these systems is that each has a sophisticated collector, the collector of US 4003364 has multiple faces for capturing the sun and that of US 4,319,560 uses a lens-shaped glass. Our invention seeks to remedy this by combining in a single unit a thermally insulated tank, a simple flat collector and an integrated circulation system all operating in a passive and autonomous way requiring no external control or any maintenance work or maintenance.

Description détaillée detailed description

[0003] La citerne solaire capte la chaleur solaire et la stocke dans un réservoir d’eau qui la rend disponible en hiver. Bien dimensionnée, la citerne solaire permet de chauffer une maison, un bâtiment ou encore plusieurs bâtiments, sans apport d’énergie autre que celui du rayonnement solaire. The solar tank captures solar heat and stores it in a water tank that makes it available in winter. Well dimensioned, the solar tank allows to heat a house, a building or even several buildings, without input of energy other than that of solar radiation.

[0004] La citerne solaire consiste en une citerne remplie d’eau et composée d’une paroi étanche et isolante et un couvercle isolant. Sur le couvercle se trouve le collecteur avec un vitrage isolant pour capter l’énergie solaire. Le volume de la citerne est important, puisqu’elle doit pouvoir contenir toute l’énergie calorifique nécessaire pour le chauffage d’un bâtiment en hiver sans pouvoir chauffer cette eau à trop haute température à cause des limites du collecteur solaire. Donc un souci a été de construire la citerne de la façon la moins onéreuse possible. Pour cette raison la citerne n’est pas sous pression mais The solar tank consists of a cistern filled with water and composed of a sealed and insulating wall and an insulating cover. On the cover is the collector with insulating glazing to capture solar energy. The volume of the tank is important, since it must be able to contain all the heat energy needed for the heating of a building in winter without being able to heat this water at too high temperature because of the limits of the solar collector. So a concern was to build the tank in the least expensive way possible. For this reason the tank is not under pressure but

2 simplement tenue à la pression ambiante, grâce à quoi sa paroi n’a pas besoin d’être résistante contre des pressions et peut être simplement un caisson en matière isolante comme du polystyrène expansé, complété si besoin avec une couche d’étanchéité et quelques éléments structurels. Cette citerne sera placée de préférence proche du bâtiment à chauffer, simplement posé sur le sol ou encore partiellement enterré. Dans les régions aquatiques elle peut aussi très bien flotter sur un plan d’eau. 2 simply held at ambient pressure, thanks to which its wall does not need to be resistant against pressure and can be simply a box of insulating material such as expanded polystyrene, supplemented if necessary with a sealing layer and some structural elements. This tank will preferably be placed near the building to be heated, simply placed on the ground or partially buried. In aquatic areas it can also very well float on a body of water.

[0005] Le couvercle isolant comporte un ou des collecteurs solaires avec une surface dont la grandeur est choisie aux besoins du bâtiment à chauffer. Ce collecteur (nous utiliserons le singulier dans la suite) est placé dans un plan horizontal par simplicité et pour la discrétion de l’ensemble, bien qu’il puisse aussi être placé dans une position inclinée pour un captage optimal. La circulation d’eau dans le collecteur est fournie par une pompe immergée dans la citerne, commandée par des sondes thermiques pour ne fonctionner que les périodes où il y a assez de rayonnement solaire et où donc le collecteur est plus chaud que l’eau de la citerne. Ainsi l’eau de ta citerne reste parfaitement isolée à l’intérieur de la citerne, par toute saison, et c’est seulement quand le soleil chauffe que cette eau en sort et est pompée à travers le collecteur pour être chauffé. Le circuit d’eau du collecteur n’est pas un circuit fermé mais un circuit ouvert, tubulaire ou encore simplement un bac ouvert, qui rejette son eau à pression ambiante dans la citerne, après son passage dans le collecteur. En plus, ce circuit est légèrement incliné (on peut incliner uniquement le circuit hydraulique ou aussi tout le collecteur) pour qu’il se vide automatiquement quand la pompe du collecteur, préférablement du type centrifuge, est à l’arrêt, protégeant ainsi le circuit contre le gel. Un soin particulier est appliqué pour éviter toute perte de chaleur vers le collecteur pendant les périodes sans soleil. Ainsi les tubes qui traversent le couvercle isolant pour lier le circuit du collecteur au bassin d’eau sont faits en matière isolante. Pour la même raison ces passages sont aussi pourvus de clapets, électriques ou autres, qui se ferment une fois le circuit du collecteur vidé, cela pour éviter que la vapeur d’eau du bassin entre dans le collecteur et condense contre le vitrage du collecteur. L’alimentation de ces vannes et de la pompe peut venir du secteur mais elle est de préférence fournie par un panneau solaire photo-voltaïque pour obtenir une entière indépendance. A l’enclenchement se sont d’abord les vannes qui s’ouvrent et ensuite la pompe qui amorce. A l’arrêt c’est d’abord la pompe qui s’arrête et ensuite les vannes qui se ferment une fois le circuit du collecteur vidé. Bien que des sondes thermiques soient prévues pour commander vannes et pompe, dans une version simplifiée on peut laisser ce contrôle simplement au panneau photovoltaïque lui-même qui alimente vannes et pompe quand il y a assez de soleil et les arrête quand il manque du soleil, économisant ainsi le besoin de sondes thermiques. The insulating cover comprises one or more solar collectors with a surface whose size is chosen to the needs of the building to be heated. This collector (we will use the singular later) is placed in a horizontal plane for simplicity and for the discretion of the whole, although it can also be placed in an inclined position for optimal capture. The circulation of water in the collector is provided by a pump immersed in the tank, controlled by thermal probes to function only during periods when there is enough solar radiation and where the collector is hotter than the water. the tank. Thus the water of your tank remains perfectly insulated inside the tank, by any season, and it is only when the sun warms that this water leaves and is pumped through the collector to be heated. The water circuit of the collector is not a closed circuit but an open circuit, tubular or simply an open tank, which discharges its water at ambient pressure into the tank, after passing through the collector. In addition, this circuit is slightly inclined (one can tilt only the hydraulic circuit or also all the collector) so that it empties automatically when the collector pump, preferably of the centrifugal type, is at a standstill, thus protecting the circuit against freezing. Special care is taken to prevent heat loss to the collector during periods without sunlight. Thus the tubes that pass through the insulating cover to bind the circuit of the collector to the water basin are made of insulating material. For the same reason these passages are also provided with valves, electrical or other, which close once the circuit of the collector emptied, this to prevent the water vapor basin enters the collector and condenses against the glazing of the collector. The supply of these valves and the pump can come from the sector but it is preferably provided by a photovoltaic solar panel to obtain complete independence. At the start are the valves that open and then the pump that starts. When stopped, it is first the pump that stops and then the valves that close once the circuit of the collector emptied. Although thermal probes are provided to control valves and pump, in a simplified version we can leave this control simply to the photovoltaic panel itself which feeds valves and pump when there is enough sun and stops when it lacks the sun, thus saving the need for heat probes.

[0006] L’invention peut donc être utilisée comme source de chaleur totalement autonome. Par contraste avec les chauffeeau solaires connus il n’y a pas besoin de vider le circuit du collecteur en hiver pour le protéger du gel puisque la partie exposée, le collecteur, se vide automatiquement. Il n’y a pas besoin non-plus d’ajouter de l’antigel dans l’eau ce qui rend la citerne chimiquement inoffensive. Par contraste avec les chauffes eau solaires autonomes qui fonctionnent par effet thermosiphon, il n’y a pas besoin de poser le réservoir plus haut que le collecteur puisque ici fa circulation autonome est maintenue par pompe automatique. Par contraste avec les systèmes de chauffe eau solaire intégré dans des bâtiments, il n’y a pas besoin d’une telle intégration libérant ainsi le bâtiment de complications de structures, d’aménagements de l’esthétique (pour collecteurs sur le toit) et de tuyauterie à travers le bâtiment pour connecter le collecteur au réservoir d’accumulation. Par contraste avec la plupart des systèmes de chauffage solaire, le réservoir d’eau n’est pas pressurisé mais à pression ambiante et peut donc être construit de la façon la plus élémentaire possible. The invention can therefore be used as a fully autonomous heat source. In contrast to known solar heaters there is no need to empty the collector circuit in winter to protect it from frost since the exposed part, the collector, empties automatically. There is no need either to add antifreeze in the water which makes the tank chemically harmless. In contrast to the solar water heaters that operate autonomously thermosiphon, there is no need to put the tank higher than the collector since here the autonomous circulation is maintained by automatic pump. In contrast to the integrated solar water heating systems in buildings, there is no need for such integration thus releasing the building from structural complications, aesthetic layouts (for collectors on the roof) and piping through the building to connect the collector to the storage tank. In contrast to most solar heating systems, the water tank is not pressurized but at ambient pressure and can therefore be built in the most basic way possible.

[0007] Pour encore minimiser les pertes de chaleur de la citerne, on peut limiter la section de la citerne au minimum, ce qui correspond à la surface nécessaire pour le collecteur solaire, et enterrer sa hauteur entièrement dans le sol pour que le sol autour de la citerne ajoute son effet isolant. To further minimize the heat loss of the tank, we can limit the section of the tank to a minimum, which corresponds to the area required for the solar collector, and bury its height entirely in the ground so that the soil around of the tank adds its insulating effect.

[0008] On peut encore augmenter quelque peu la capacité de stockage en n’isolant pas le fond enterré d’une telle citerne, grâce à quoi la chaleur s’accumule aussi dans la terre sous la citerne. Cela permet de réduire le volume du réservoir proprement dit, mais au prix d’une augmentation des pertes calorifiques, ce qui exigera donc une surface de collecteur plus grande. One can still increase somewhat the storage capacity by not insulating the buried bottom of such a tank, thanks to which the heat also accumulates in the ground under the tank. This reduces the volume of the tank itself, but at the cost of an increase in heat losses, which will require a larger collector surface.

Liste de dessins [0009] List of drawings [0009]

La fig. 1 montre dans une coupe la citerne solaire à côté d’une maison à chauffer. Fig. 1 shows in a section the solar cistern next to a house to be heated.

La fig. 2 montre une coupe en perspective de la citerne. Fig. 2 shows a perspective section of the tank.

La fig. 3 montre une vue sur le circuit en serpentin du collecteur tubulaire. Fig. 3 shows a view of the serpentine circuit of the tubular collector.

La fig. 4 montre une coupe du circuit en serpentin du collecteur et le sens de circulation de l’eau avec la pompe en marche. Fig. 4 shows a section of the serpentine circuit of the collector and the direction of circulation of the water with the pump running.

La fig. 5 montre une coupe du circuit en serpentin du collecteur et le sens de circulation de l’eau quand la pompe s’arrête et le circuit se vide par écoulement. Fig. 5 shows a section of the serpentine circuit of the collector and the direction of water flow when the pump stops and the circuit is empty by flow.

La fig. 6 montre une coupe du circuit hydraulique du collecteur dans la version où celui-ci est simplement un bac d’eau. Le sens de circulation de l’eau est celui avec la pompe en marche. Fig. 6 shows a section of the hydraulic circuit of the collector in the version where it is simply a water tank. The flow direction of the water is the one with the pump running.

3 La fig. 7 montre une coupe du circuit hydraulique du collecteur dans la version où celui-ci est simplement un bac d’eau. Le sens de circulation de l’eau est celui quand la pompe s’arrête et le circuit se vide par écoulement. 3 FIG. 7 shows a section of the hydraulic circuit of the collector in the version where it is simply a water tank. The flow direction of the water is when the pump stops and the circuit is drained.

Réalisation de l’invention Realization of the invention

[0010] La fig. 1 montre en coupe une réalisation de l’invention 10 pour chauffer une maison individuelle 1. La maison est bien isolée et équipée d’un chauffage au sol 2 qui a besoin d’une température d’eau d’environs 25 degrés C. A côté de la maison se trouve la citerne solaire 10 pour satisfaire les besoins en chauffage pendant toute l’année. La citerne est ici de forme circulaire (fig. 2) pour minimiser les pertes calorifiques et à demi-enterrée pour la même raison mais aussi pour réduire l’encombrement dans le paysage. Il est entendu que sa forme peut être aussi tout autre. Un tube échangeur de chaleur 1 1 , montré en coupe, se trouve submergé dans l’eau chaude 12 de la citerne et, branché sur le circuit de chauffage au sol 2 de la maison par des tubes isolés 3, il sert de source de chaleur pour ce chauffage. La fig. 2 montre une coupe en perspective de la citerne 10. Dans notre réalisation le volume d’eau nécessaire pour contenir l’énergie pour chauffer cette maison présente environs un tiers du volume de la maison. Ainsi la citerne 10 a une surface semblable à celle de la maison 1 (fig. 1 ) avec une hauteur de paroi 13 qui équivaut à un tiers de la hauteur de la maison. Grâce à la hauteur limitée, la colonne d’eau 12 dans la citerne crée peu de pression statique ce qui permet de construire la citerne avec des matériaux de peu de résistance; ici la citerne est construit sur place par projection d’une couche de 40 cm de polystyrène expansé dans un moule étanche et circulaire. Le collecteur solaire 14, ici montré comme un seul collecteur mais pouvant aussi être un ensemble de plusieurs collecteurs, est monté dans un cadre 15 posé sur le couvercle isolant 16 de la citerne et le circuit d’eau 17 du collecteur communique avec l’intérieur de la citerne par des tubes en matière thermiquement isolante comme du plastique: un tube central 18 pour l’admission d’eau et 2 tubes aux extrémités 19 pour le retour d’eau (fig. 3 et 4). Ces tubes sont équipés de vannes électriques 20 (fig. 4) qui ouvrent le circuit pendant les périodes de soleil et qui sont fermées au repos. La surface du collecteur 14 (fig. 2) est choisie suffisamment grande pour pouvoir capter l’énergie nécessaire pour le chauffage de la maison ainsi que pour les pertes calorifiques de la citerne et l’ensemble revient à quelques 40% de la surface de la maison à chauffer. Une pompe submergée 21 , préférablement alimentée en électricité par le panneau solaire photo-voltaïque 22, bien qu’elle puisse aussi fonctionner sur le réseau électrique, fait circuler l’eau dans le circuit 17 du collecteur. La fig. 3 montre le tube en serpentin du circuit d’eau 17 du collecteur avec son point d’entrée 18 et ses deux points de sortie 19, et la fig. 4 montre en coupe la circulation d’eau dans ce circuit, commençant par l’aspiration par la pompe immergée 21 , le passage par le tube 18 et sa vanne électrique 20, ensuite le passage par le tube en serpentin 17 et finalement l’écoulement à pression ambiante par les tubes 19 et leurs vannes 20 dans le bain de la citerne. Deux sondes thermiques (fig. 2), l’une 23 placée dans le collecteur et l’autre 24 dans l’eau de la citerne, commandent l’ouverture des electro-vannes 20 et l’enclenchement de la pompe 21 pendant les périodes où la température dans le collecteur est supérieure à celle de l’eau stockée. Fig. 5 montre la situation pendant la nuit ou en hiver. A ces périodes-là la température dans le collecteur devient plus basse que celle de l’eau de la citerne et les sondes 23 et 24 arrêtent la pompe 21 et coupent ensuite les vannes 20 pour que l’eau de la citerne ne passera pas par un collecteur froid mais reste parfaitement isolée à l’intérieur de la citerne. Le collecteur a été fait de façon légèrement inclinée pour que l’eau qui reste encore dans le circuit 17 du collecteur s’écoule par gravité à travers la pompe 21 , préférablement de type centrifuge, dans le bain de la citerne. C’est seulement après cela que les vannes 20 se ferment grâce à une temporisation ici électrique mais mieux encore par un processus de retardement de fermeture mécanique. Ainsi le circuit 17 du collecteur sera vide et protégé de dommages par le gel en hiver et les vannes fermées évitent que la vapeur d’eau du bassin migre du bassin vers le collecteur. Bien que la pompe 21 et les vannes 20 puissent être alimentées par le réseau électrique il est préférable de les alimenter par un panneau solaire photo-voltaïque 22 montré dans la fig. 2 pour rendre le système entièrement indépendant de toute forme d’énergie extérieure. Ce panneau a assez de puissance pour pouvoir encore alimenter les vannes sous un rayonnement solaire diminuant, entre le moment où la pompe s’arrête et le moment où le collecteur s’est entièrement vidé par écoulement de l’eau. Le passage 25 dans cette figure contient le circuit électrique qui fait le lien entre le panneau photo-voltaïque 22, les sondes 23 et 24, les vannes 20 et la pompe 21. Ce passage équilibre en même temps la pression intérieure avec la pression extérieure pour éviter des sous- ou surpressions dans la citerne. Dans une version simplifiée le contrôle d’enclencher ou arrêter les vannes et la pompe est simplement laissé au panneau photovoltaïque 22 lui-même qui alimente et ouvre les vannes 20 quand une certaine intensité solaire est atteinte et ensuite enclenche la pompe 21 quand ce rayonnement dépasse un seuil supérieur, puis les arrête dans l’ordre opposé quand il manque du soleil, économisant ainsi le besoin des sondes thermiques 23 et 24. Les fig. 6 et 7 montrent en coupes une autre version du collecteur où le circuit hydraulique est réduit à un simple bac d’eau 26 avec un fond noir pour capter le rayonnement solaire. La fig. 6 montre comment la circulation d’eau vient de nouveau de la pompe 21 , passe par le tube 18 et sa vanne 20 pour alimenter le bac 26 en eau. Après le passage dans le bac l’eau ainsi chauffée sort par les ouvertures 19, qui fonctionnent comme des trop-pleins, et leurs vannes 20. Le fond du bac 26 est incliné, ou encore tout le bac peut être incliné avec des ouvertures d’entrée et de sortie bien choisies, pour que le bac se vide par écoulement, ici à travers la pompe quand celle-ci s’arrête. Cet écoulement est montré en fig. 7. Après cela les vannes 20 sont arrêtées et fermées elles-aussi. FIG. Fig. 1 shows in section an embodiment of the invention for heating an individual house. The house is well insulated and equipped with underfloor heating which needs a water temperature of about 25 degrees C. next to the house is the solar tank 10 to meet heating needs throughout the year. The tank is here circular (fig 2) to minimize heat loss and half-buried for the same reason but also to reduce clutter in the landscape. It is understood that its shape can be just as different. A heat exchanger tube 1 1, shown in section, is submerged in the hot water 12 of the tank and, connected to the floor heating circuit 2 of the house by insulated tubes 3, it serves as a source of heat for this heating. Fig. 2 shows a perspective section of the tank 10. In our realization the volume of water needed to contain the energy to heat this house is about a third of the volume of the house. Thus, the tank 10 has a surface similar to that of the house 1 (FIG 1) with a wall height 13 which is equivalent to one third of the height of the house. Due to the limited height, the water column 12 in the tank creates little static pressure which allows to build the tank with materials of little resistance; here the tank is built on site by projecting a layer of 40 cm of expanded polystyrene in a sealed and circular mold. The solar collector 14, here shown as a single collector but may also be an assembly of several collectors, is mounted in a frame 15 placed on the insulating cover 16 of the tank and the water circuit 17 of the collector communicates with the interior of the tank by tubes of thermally insulating material such as plastic: a central tube 18 for the admission of water and 2 tubes at the ends 19 for the return of water (Figures 3 and 4). These tubes are equipped with electric valves 20 (FIG 4) which open the circuit during periods of sun and which are closed at rest. The surface of the collector 14 (FIG 2) is chosen to be large enough to be able to capture the energy necessary for the heating of the house as well as for the heat losses of the tank and the whole amounts to some 40% of the surface of the tank. house to heat. A submerged pump 21, preferably electrically powered by the photovoltaic solar panel 22, although it can also operate on the power grid, circulates the water in the circuit 17 of the collector. Fig. 3 shows the serpentine tube of the water circuit 17 of the collector with its point of entry 18 and its two exit points 19, and FIG. 4 shows in section the circulation of water in this circuit, starting with the suction by the immersed pump 21, the passage through the tube 18 and its electric valve 20, then the passage through the serpentine tube 17 and finally the flow at ambient pressure through the tubes 19 and their valves 20 in the bath of the tank. Two thermal probes (FIG 2), one 23 placed in the collector and the other 24 in the water of the tank, control the opening of the electro-valves 20 and the engagement of the pump 21 during the periods where the temperature in the collector is higher than that of the stored water. Fig. 5 shows the situation during the night or in winter. At these times the temperature in the collector becomes lower than that of the water of the tank and the probes 23 and 24 stop the pump 21 and then cut the valves 20 so that the water of the tank will not pass through a cold collector but remains perfectly insulated inside the tank. The manifold was made slightly inclined so that the water that still remains in the manifold circuit 17 flows by gravity through the pump 21, preferably of the centrifugal type, into the bath of the tank. It is only after this that the valves 20 are closed by means of a delay here electric but better still by a process of mechanical closing delay. Thus the circuit 17 of the collector will be empty and protected from damage by frost in winter and the closed valves prevent the water vapor of the basin migrates from the basin to the collector. Although the pump 21 and the valves 20 may be powered by the electrical network it is preferable to supply them with a photovoltaic solar panel 22 shown in FIG. 2 to make the system completely independent of any form of external energy. This panel has enough power to still power the valves under diminishing solar radiation, between the moment the pump stops and the moment when the collector has completely drained by the flow of water. The passage 25 in this figure contains the electrical circuit which links the photo-voltaic panel 22, the probes 23 and 24, the valves 20 and the pump 21. This passage simultaneously balances the internal pressure with the external pressure for avoid under or overpressure in the tank. In a simplified version the control to switch on or off the valves and the pump is simply left to the photovoltaic panel 22 itself which supplies and opens the valves 20 when a certain solar intensity is reached and then switches on the pump 21 when this radiation exceeds an upper threshold, then stops them in the opposite order when it is out of the sun, thus saving the need for the thermal probes 23 and 24. FIGS. 6 and 7 show in section another version of the collector where the hydraulic circuit is reduced to a simple water tank 26 with a black background to capture the solar radiation. Fig. 6 shows how the circulation of water comes again from the pump 21, passes through the tube 18 and its valve 20 to supply the tray 26 with water. After the passage in the tank the water thus heated out through the openings 19, which function as overflows, and their valves 20. The bottom of the tray 26 is inclined, or the entire tray can be inclined with openings input and output well chosen, so that the tray empties by flow, here through the pump when it stops. This flow is shown in fig. 7. After that the valves 20 are stopped and closed too.

[0011 ] A la fin de l’été la température de l’eau 12 (fig. 2) approche les 60 degrés C. A l’intérieur de la citerne est aménagé un échangeur de chaleur tubulaire 1 1 (coupé dans la figure) qui est branché de façon permanente au système de chauffage au sol 2 de la maison à chauffer 1 au moyen de tubes bien isolés 3 (voir aussi fig. 1). Bien qu’on puisse utiliser l’eau de la At the end of the summer the temperature of the water 12 (FIG 2) approaches 60 degrees C. Inside the tank is arranged a tubular heat exchanger 1 1 (cut in the figure) which is permanently connected to the floor heating system 2 of the house to be heated 1 by means of well-insulated pipes 3 (see also Fig. 1). Although we can use water from

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Claims

citerne directement dans le circuit de chauffage de la maison, l’utilisation de cet échangeur 11 a l’avantage de maintenir une indépendance entre la pression ambiante de l’eau de la citerne et la pression de l’eau qui chauffe les sols de la maison protégeant ainsi la citerne d’un éventuel risque de surpression venant de l’extérieur. Revendications 1. Citerne solaire comprenant un réservoir d’eau isolant, caractérisée en ce que le réservoir d’eau est à la pression ambiante, ce réservoir étant équipé pour le chauffage de son eau d’un ou plusieurs collecteurs solaires posés sur son couvercle isolant, le ou les circuits hydrauliques du ou des collecteurs étant alimentés en eau de la citerne par une ou plusieurs pompes submergées dans la citerne, ce ou ces circuits étant de type ouvert et étant légèrement inclinés pour qu’ils se vident par écoulement dans la citerne quand les pompes sont à l’arrêt, protégeant ainsi ces circuits contre le gel. directly in the heating circuit of the house, the use of this exchanger 11 has the advantage of maintaining independence between the ambient pressure of the water of the tank and the pressure of the water which heats the floors of the house. house thus protecting the tank from any risk of overpressure coming from outside. claims 1. Solar tank comprising an insulating water tank, characterized in that the water tank is at ambient pressure, this tank being equipped for heating its water with one or more solar collectors placed on its insulating cover, the hydraulic circuit (s) of the collector (s) being supplied with water from the tanker by one or more pumps submerged in the tank, this or these circuits being of open type and being slightly inclined so that they empty by flow into the tank when the pumps are stopped, thus protecting these circuits against frost.

2. Citerne solaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le circuit hydraulique du collecteur est composé de tubes. 2. Solar tank according to claim 1, characterized in that the hydraulic circuit of the collector is composed of tubes.

3. Citerne solaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le circuit hydraulique du collecteur est composé d’un ou plusieurs bacs. 3. Solar tank according to claim 1, characterized in that the hydraulic circuit of the collector is composed of one or more tanks.

4. Citerne solaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la ou les pompes sont commandées par une ou plusieurs sondes thermiques qui enclenchent les pompes seulement dans les périodes où la température sous le vitrage des collecteurs est plus élevée que celle de l’eau de la citerne. 4. Solar tank according to claim 1, characterized in that the pump or pumps are controlled by one or more thermal probes which engage the pumps only in periods when the temperature under the glazing of the collectors is higher than that of the water of the tank.

5. Citerne solaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les collecteurs au dessus du couvercle isolant sont connectés au réservoir d’eau par des tubes de connexion en matière thermiquement isolante. 5. Solar tank according to claim 1, characterized in that the collectors above the insulating cover are connected to the water tank by connecting tubes of thermally insulating material.

6. Citerne solaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les tubes de connexion entre les collecteurs et le réservoir d’eau sont équipés de vannes qui les ferment en périodes où la température dans le collecteur est plus basse que celle de l’eau de la citerne. 6. Solar tank according to claim 1, characterized in that the connecting tubes between the collectors and the water tank are equipped with valves which close them in periods when the temperature in the collector is lower than that of the water of the tank.

7. Citerne solaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la ou les pompes et les vannes sont alimentées en électricité par un ou plusieurs panneaux solaires photo-voltaïques. 7. Solar tank according to claim 1, characterized in that the pump (s) and the valves are supplied with electricity by one or more photovoltaic solar panels.

8. Citerne solaire selon l’une des revendications 1 , 4, 6, ou 7, caractérisée en ce que un ou plusieurs panneaux solaires photo-voltaïques commandent l’enclenchement des vannes et de la ou des pompes dans les périodes où la température sous le vitrage des collecteurs est plus élevée que celle de l’eau de la citerne. 8. Solar tank according to one of claims 1, 4, 6, or 7, characterized in that one or more photovoltaic solar panels control the engagement of the valves and the pump or pumps in periods when the temperature under the glazing of the collectors is higher than that of the water of the tank.

9. Citerne solaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le ou les collecteurs solaires sont positionnés dans un plan horizontal. 9. Solar tank according to claim 1, characterized in that the solar collector or collectors are positioned in a horizontal plane.

10. Citerne solaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu’un ou plusieurs tubes échangeurs de chaleur sont logés dans le réservoir d’eau, branchables aux circuits de chauffage d’un ou plusieurs bâtiments au moyen de tuyaux thermiquement isolés. 10. Solar tank according to claim 1, characterized in that one or more heat exchanger tubes are housed in the water tank, connectable to the heating circuits of one or more buildings by means of thermally insulated pipes.

1 1. Citerne solaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le fond du réservoir n’est pas isolé thermiquement et qu’ainsi le sol sous le réservoir est utilisée comme accumulateur thermique supplémentaire. 1 1. Solar tank according to claim 1, characterized in that the bottom of the tank is not thermally insulated and thus the soil under the tank is used as additional heat accumulator.

12. Utilisation de la citerne solaire selon l’une des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce que la citerne solaire est utilisée comme source autonome de chauffage d’un bâtiment. 512. Use of the solar tank according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that the solar tank is used as an autonomous source of heating a building. 5