FR2983884A1 - THERMAL INSULATION AND CONTROL DEVICE - Google Patents
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Abstract
Dispositif (1) d'isolation et de régulation thermique, apte à permettre, d'une part, dans un premier état dudit dispositif une isolation thermique entre un espace intérieur (Ei) et un espace extérieur (Ee) et, d'autre part, dans un second état dudit dispositif, un transfert de chaleur entre ledit espace intérieur (Ei) et ledit espace extérieur (Ee), ledit dispositif (1) d'isolation et de régulation thermique comprenant : - deux feuilles (2,3) de transfert de chaleur, parallèles entre elles, constituées par une feuille interne (2), agencée pour permettre un échange d'énergie avec l'environnement dudit espace intérieur (Ei) et une feuille externe (3), agencée pour permettre un échange d'énergie avec l'environnement extérieure (Ee), - un isolant thermique (4) prévu entre lesdites deux feuilles de transfert de chaleur (2,3), isolant thermiquement lesdites deux feuilles de transfert entre elles, - un dispositif (5) de conduction thermique, comprenant une partie mobile (51 ;52) apte à passer d'une position de déconnexion (P1), dans ledit premier état dudit dispositif, interdisant le transfert de chaleur entre les deux feuilles (2,3) de transfert de chaleur, vers une position de connexion (P2), dans ledit second état du dispositif, autorisant le transfert de chaleur entre les deux feuilles (2,3) de transfert de chaleur par conduction thermique au travers d'un alésage (6) dudit isolant thermique (4).Device (1) for thermal insulation and regulation, able to allow, on the one hand, in a first state of said device a thermal insulation between an interior space (Ei) and an outer space (Ee) and on the other hand in a second state of said device, a transfer of heat between said interior space (Ei) and said external space (Ee), said device (1) for thermal insulation and regulation comprising: - two sheets (2,3) of heat transfer, parallel to each other, constituted by an inner sheet (2), arranged to allow an exchange of energy with the environment of said interior space (Ei) and an outer sheet (3), arranged to allow an exchange of energy with the external environment (Ee), - a thermal insulator (4) provided between said two heat transfer sheets (2,3), thermally insulating said two transfer sheets together, - a conduction device (5) having a moving part (5 1; 52) adapted to pass from a disconnection position (P1) in said first state of said device, prohibiting the transfer of heat between the two heat transfer sheets (2,3) to a connection position (P2 ), in said second state of the device, allowing the transfer of heat between the two thermal transfer heat transfer sheets (2,3) through a bore (6) of said thermal insulation (4).
Description
L'invention est relative à un dispositif d'isolation et de régulation thermique et permet, d'une part, dans un premier état dudit dispositif, une isolation thermique entre un espace intérieur et un espace extérieur et, d'autre part, dans un second état dudit dispositif, un transfert de chaleur entre ledit espace extérieur et ledit espace intérieur. Le dispositif trouve une application particulière comme élément d'isolation extérieur d'un bâtiment, dans ledit premier état dudit dispositif, et pour chauffer l'intérieur d'un bâtiment en collectant les rayonnements solaires et en transférant l'énergie d'origine solaire à l'intérieur du bâtiment, dans ledit deuxième état du dispositif. Le dispositif trouve une autre application particulière comme élément d'isolation extérieur d'un bâtiment, dans ledit premier état dudit dispositif, et pour refroidir l'intérieur d'un bâtiment en transférant la chaleur interne d'un bâtiment vers l'environnement de l'extérieur du bâtiment, dans ledit deuxième état du dispositif. The invention relates to an insulation and thermal regulation device and allows, firstly, in a first state of said device, a thermal insulation between an interior space and an external space and, on the other hand, in a second state of said device, a heat transfer between said outer space and said interior space. The device finds particular application as an external insulation element of a building, in said first state of said device, and for heating the interior of a building by collecting solar radiation and transferring the energy of solar origin to inside the building, in said second state of the device. The device finds another particular application as external insulation element of a building, in said first state of said device, and for cooling the interior of a building by transferring the internal heat of a building to the environment of the building. outside the building, in said second state of the device.
Le domaine de l'invention est celui de l'isolation et la régulation thermique des bâtiments, et plus particulièrement des solutions aptes à chauffer l'intérieur des bâtiments au moyen d'énergie d'origine solaire. On connait d'abord simplement les surfaces vitrées, en particulier à double vitrage, voire à triple vitrage. Un double vitrage, voire un triple vitrage, permet de limiter les pertes thermiques, tout en laissant passer les rayonnements lumineux qui peuvent alors chauffer directement les pièces d'un bâtiment. Un double vitrage ou un triple vitrage sont toutefois des isolants moins performants que les isolants de surfaces non vitrées. Une telle solution nécessite par ailleurs de ne pas occulter les fenêtres pour chauffer l'intérieur du bâtiment. The field of the invention is that of insulation and thermal regulation of buildings, and more particularly solutions able to heat the interior of buildings using solar energy. We first know the glazed surfaces, especially double glazing, even triple glazing. Double glazing, even triple glazing, limits thermal losses, while allowing light radiation to pass through, which can then directly heat the rooms of a building. Double glazing or triple glazing, however, are less efficient insulators than insulators unglazed surfaces. Such a solution also requires not to hide the windows to heat the interior of the building.
Par ailleurs une telle solution provoque des variations soudaines de températures dans les pièces du bâtiment en fonction de l'état de l'ensoleillement. Il est connu d'isoler les murs d'un bâtiment, de manière traditionnelle par l'intérieur, et de manière plus occasionnelle par l'extérieur. Isoler les murs par l'extérieur présente l'avantage de réduire au minimum les ponts thermiques et d'augmenter l'inertie des murs qui peuvent emmagasiner de la chaleur en hiver pour la restituer tout au long de la journée. De manière séparée des dispositifs d'isolation traditionnels, on connait de l'état de la technique des systèmes de chauffage utilisant l'énergie des rayonnements solaires. Par exemple, des panneaux solaires photovoltaïques sont utilisés en toiture pour collecter l'énergie d'origine solaire. L'électricité produite par les panneaux photovoltaïques peut être utilisée par des convecteurs électriques pour chauffer les pièces d'un bâtiment. Selon un autre exemple on connait des panneaux solaires, disposés en toiture, généralement en cuivre, à l'intérieur desquels circule un fluide caloriporteur du circuit de chauffage du bâtiment. De tels panneaux solaires montés en toiture des bâtiments sont adaptés pour collecter les rayonnements solaires, tout au long de l'année. Toutefois et selon les constatations de l'inventeur le positionnement et l'inclinaison des panneaux en toiture sont optima pour les périodes estivales, et non pour les périodes hivernales lorsque le besoin de chauffage est le plus important. En effet, en hiver les rayonnements incidents sont bien souvent rasants et l'inclinaison des panneaux solaires en toiture ne permet pas d'optimiser leur collecte. Le but de la présente invention est de pallier aux inconvénients précités en proposant un dispositif d'isolation et de régulation thermique de performance améliorée. Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif qui puisse remplacer tout ou partie du système d'isolation extérieur des murs d'un bâtiment. Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif, de mise en oeuvre aisée sur site et à faible coût de revient. Un autre but de la présente invention est de proposer un système comprenant un mur d'un bâtiment et un ou plusieurs dispositifs conformes à l'invention constituant tout ou partie de l'isolation extérieure du bâtiment. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et qui n'a pas pour but de la limiter. L'invention concerne un dispositif d'isolation et de régulation thermique, apte à permettre, d'une part, dans un premier état dudit dispositif une isolation thermique entre un espace intérieur et un espace extérieur et, d'autre part, dans un second état dudit dispositif, un transfert de chaleur entre ledit espace intérieur et ledit espace extérieur. Selon l'invention, ledit dispositif d'isolation et de régulation thermique comprend : - deux feuilles de transfert de chaleur, parallèles entre elles, constituées par une feuille interne, agencée pour permettre un échange d'énergie avec l'environnement dudit espace intérieur et une feuille externe, agencée pour permettre un échange d'énergie avec l'environnement extérieure, - un isolant thermique prévu entre lesdites deux feuilles de transfert de chaleur, isolant thermiquement lesdites deux feuilles de transfert entre elles, - un dispositif de conduction thermique, comprenant une partie mobile apte à passer d'une position de déconnexion, dans ledit premier état dudit dispositif, interdisant le transfert de chaleur entre les deux feuilles de transfert de chaleur vers une position de connexion, dans ledit second état du dispositif, autorisant le transfert de chaleur entre les deux feuilles de transfert de chaleur par conduction thermique au travers d'un alésage dudit isolant thermique. Selon des caractéristiques optionnelles de l'invention, prises seules ou en combinaison : - le dispositif de conduction thermique comprend un élément mécanique mâle et un élément mécanique femelle, complémentaires, qui, dans ladite position de connexion sont mutuellement engagés pour permettre un transfert de chaleur entre lesdits éléments mâle et femelle, et qui dans ladite position de déconnexion sont dégagés l'un de l'autre afin d'interdire le transfert de chaleur entre les éléments mâle et femelle; - ladite partie mobile est l'élément mécanique mâle constitué par une tige filetée et ledit élément mécanique femelle comprend un corps taraudé, qui dans ladite position de déconnexion sont écartés distants l'un de l'autre et qui dans ladite position de connexion sont vissés l'un à l'autre; - ledit dispositif de conduction thermique comprend un actionneur apte à faire passer ladite partie mobile de ladite position de déconnexion vers ladite position de connexion, et inversement ; - le corps taraudé est solidaire de la feuille externe, ladite tige filetée étant apte à être entrainée de la position de déconnexion vers la position connexion, et inversement, grâce audit actionneur constitué par un motoréducteur dont la sortie, d'axe confondu à l'axe de la tige filetée est apte à entrainer ladite tige filetée en rotation via une liaison glissière autorisant la libre translation de la tige filetée sur son axe, un écrou prisonnier étant maintenu dans une cage, libre de translation selon l'axe de la tige filetée d'une course limitée, ledit écrou prisonnier présentant un taraudage coopérant par vissage avec ladite tige filetée, ledit écrou prisonnier étant solidaire en rotation de la feuille interne pour imprimer un mouvement d'avance ou de recul de la tige filetée lors de la mise en rotation de ladite tige filetée par le motoréducteur ; - le dispositif d'isolation et de régulation thermique présente une feuille de protection haute température insérée entre l'isolant thermique et ladite feuille externe, ladite feuille de protection haute température présentant un point d'inflammabilité supérieure à 150°C; - le dispositif d'isolation et de régulation thermique présente un film métallique à faible émissivité, inférieure à 0.20 disposée entre ladite feuille de protection haute température et l'isolant thermique ; - ladite feuille externe est recouverte intimement d'un élément isolant thermique transparent, apte à laisser passer les rayonnements lumineux ; - ledit élément isolant thermique transparent comprend un filtre faisant écran aux rayonnements infrarouges ; - ledit élément isolant thermique transparent est un double vitrage, ou encore, un triple vitrage ; - la face extérieure de la feuille interne et/ou la face extérieure de la feuille externe sont recouvertes d'un revêtement à forte émissivité, supérieure à 0.50, de préférence supérieure à 0.80 ; - le dispositif d'isolation et de régulation thermique comprend un châssis maintenant par leurs bords au moins l'isolant thermique et les deux feuilles de transfert de chaleur dudit dispositif de telle façon à ce que ledit dispositif prenne la forme d'un panneau de construction autoportant. L'invention concerne également un système comprenant un mur d'un bâtiment, notamment en béton, en pierre ou en brique, ainsi qu'un ou plusieurs dispositifs d'isolation et de régulation thermique, conformes à l'invention, disposés de manière parallèle audit mur et constituant tout ou partie de l'isolation thermique extérieure du bâtiment, agencés par rapport audit mur de façon à créer une lame d'air entre le mur et le ou chaque dispositif d'isolation. Moreover, such a solution causes sudden variations in temperatures in the rooms of the building depending on the state of the sun. It is known to isolate the walls of a building, traditionally from the inside, and more occasionally from the outside. Insulating walls from the outside has the advantage of minimizing thermal bridges and increasing the inertia of walls that can store heat in the winter to restore it throughout the day. Separately from conventional insulators, the state of the art of heating systems using the energy of solar radiation is known. For example, photovoltaic solar panels are used on the roof to collect solar energy. The electricity produced by the photovoltaic panels can be used by electric convectors to heat the rooms of a building. Another example is known solar panels, arranged on the roof, usually copper, inside which circulates a heat transfer fluid of the heating circuit of the building. Such solar panels mounted on the roof of buildings are adapted to collect solar radiation throughout the year. However, according to the findings of the inventor, the positioning and inclination of roof panels are optimal for summer periods, and not for winter periods when the need for heating is greatest. Indeed, in winter the incident radiation is often grazing and the slope of the solar panels on the roof does not optimize their collection. The object of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks by providing an insulation device and thermal regulation of improved performance. Another object of the present invention is to provide such a device that can replace all or part of the external insulation system of the walls of a building. Another object of the present invention is to provide such a device, easy to implement on site and low cost. Another object of the present invention is to provide a system comprising a wall of a building and one or more devices according to the invention constituting all or part of the outer insulation of the building. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description and which is not intended to limit it. The invention relates to a device for thermal insulation and regulation, able to allow, on the one hand, in a first state of said device a thermal insulation between an interior space and an external space and, on the other hand, in a second state of said device, a heat transfer between said interior space and said outer space. According to the invention, said thermal insulation and regulation device comprises: two heat transfer sheets, parallel to each other, constituted by an inner sheet, arranged to allow an exchange of energy with the environment of said interior space and an outer sheet, arranged to allow an exchange of energy with the external environment, - a thermal insulator provided between said two heat transfer sheets, thermally insulating said two transfer sheets together, - a thermal conduction device, comprising a movable portion capable of passing from a disconnection position in said first state of said device, prohibiting the transfer of heat between the two heat transfer sheets to a connection position, in said second state of the device, allowing the transfer of heat between the two sheets of heat transfer by thermal conduction through a bore of said iso thermal lant. According to optional features of the invention, taken alone or in combination: the thermal conduction device comprises a complementary male mechanical element and a complementary mechanical element, which, in said connection position, are mutually engaged to allow a heat transfer between said male and female elements, and in said disconnected position are disengaged from each other to prohibit the transfer of heat between the male and female elements; said moving part is the male mechanical element constituted by a threaded rod and said female mechanical element comprises a threaded body, which in said disconnected position are spaced apart from each other and which in said connection position are screwed together to one another; said thermal conduction device comprises an actuator able to move said moving part from said disconnection position to said connection position, and vice versa; - The threaded body is integral with the outer sheet, said threaded rod being adapted to be driven from the disconnection position to the connection position, and vice versa, thanks to said actuator constituted by a geared motor whose output, axis coincides with the axis of the threaded rod is adapted to drive said threaded rod in rotation via a slide connection allowing the free translation of the threaded rod on its axis, a prisoner nut being held in a cage, free of translation along the axis of the threaded rod of a limited stroke, said captive nut having a thread cooperating by screwing with said threaded rod, said captive nut being integral in rotation with the inner sheet to print a movement of advance or retreat of the threaded rod during the implementation. rotation of said threaded rod by the geared motor; - The thermal insulation and control device has a high temperature protective sheet inserted between the thermal insulation and said outer sheet, said high temperature protective sheet having a flash point greater than 150 ° C; - The thermal insulation and control device has a low emissivity metal film, less than 0.20 disposed between said high temperature protection sheet and the thermal insulation; said outer sheet is intimately covered with a transparent thermal insulating element capable of passing light radiation; said transparent thermal insulating element comprises a filter shielding infrared radiation; said transparent thermal insulating element is double glazing, or else triple glazing; - The outer face of the inner sheet and / or the outer face of the outer sheet are covered with a high emissivity coating, greater than 0.50, preferably greater than 0.80; the thermal insulation and regulation device comprises a frame maintaining by their edges at least the thermal insulation and the two heat transfer sheets of said device in such a way that said device takes the form of a building panel freestanding. The invention also relates to a system comprising a wall of a building, in particular made of concrete, stone or brick, and one or more insulation and thermal regulation devices according to the invention, arranged in a parallel manner. wall and constituting all or part of the external thermal insulation of the building, arranged relative to said wall so as to create an air gap between the wall and the or each isolation device.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels : - La figure 1 est une vue schématique de coupe, illustrant un système conforme à l'invention comprenant un dispositif d'isolation et de régulation thermique conforme à l'invention selon un mode de réalisation de l'invention, la partie mobile du dispositif de conduction thermique dans ladite position de connexion. - La figure 2 est une vue schématique du système selon la figure 1, la partie mobile du dispositif de conduction thermique étant dans ladite position de déconnexion. - La figure 3 est une vue en perspective, partielle, d'un dispositif d'isolation et de régulation thermique conforme à l'invention, selon un second mode de réalisation (isolant non illustré). - La figure 4 est une vue de détail du dispositif d'isolation et de régulation thermique de la figure 3, ledit dispositif de conduction thermique étant dans ladite position de déconnexion. - La figure 5 est une vue selon la figure 4, ledit dispositif de conduction thermique étant dans ladite position de connexion. - La figure 6 est une vue de coupe de la figure 5, illustrant plus particulièrement la coopération entre ledit élément mécanique mâle et ledit élément mécanique femelle dans ladite position de connexion. - La figure 7 est une vue de coupe illustrant plus particulièrement la liaison entre l'actionneur et ledit élément mécanique mâle du dispositif de conduction thermique. The invention will be better understood on reading the following description accompanied by the appended drawings in which: FIG. 1 is a diagrammatic sectional view, illustrating a system according to the invention comprising an insulation and thermal regulation device; according to the invention according to one embodiment of the invention, the movable part of the thermal conduction device in said connection position. - Figure 2 is a schematic view of the system according to Figure 1, the movable portion of the thermal conduction device being in said disconnected position. - Figure 3 is a partial perspective view of an insulation device and thermal regulation according to the invention, according to a second embodiment (not shown insulation). FIG. 4 is a detailed view of the thermal insulation and regulation device of FIG. 3, said thermal conduction device being in said disconnected position. - Figure 5 is a view according to Figure 4, said thermal conduction device being in said connection position. - Figure 6 is a sectional view of Figure 5, illustrating more particularly the cooperation between said male mechanical element and said female mechanical element in said connection position. - Figure 7 is a sectional view illustrating more particularly the connection between the actuator and said male mechanical element of the thermal conduction device.
Aussi l'invention concerne un dispositif 1 d'isolation et de régulation thermique, apte à permettre, d'une part, dans un premier état dudit dispositif une isolation thermique entre un espace intérieur Ei et un espace extérieur Ee et, d'autre part, dans un second état dudit dispositif, un transfert de chaleur entre ledit espace intérieur Ei et ledit espace extérieur Ee. Also the invention relates to a device 1 for thermal insulation and regulation, able to allow, on the one hand, in a first state of said device a thermal insulation between an inner space Ei and an outer space Ee and on the other hand in a second state of said device, a heat transfer between said inner space Ei and said outer space Ee.
Ledit dispositif 1 d'isolation et de régulation thermique comprend: - deux feuilles 2,3 de transfert de chaleur (notamment « structurées » ou « martelées » ou « bosselées » de manière à éliminer les problèmes de dilatation desdites feuilles), parallèles entre elles, constituées par une feuille interne 2, agencée pour permettre un échange d'énergie avec l'environnement dudit espace intérieur Ei et une feuille externe 3, agencée pour permettre un échange d'énergie avec l'environnement extérieure Ee, - un isolant thermique 4 prévu entre lesdites deux feuilles 2,3 de transfert de chaleur, isolant thermiquement lesdites deux feuilles de transfert entre elles, - un dispositif 5 de conduction thermique, comprenant une partie mobile 51 ;52 apte à passer d'une position de déconnexion P1, dans ledit premier état dudit dispositif, interdisant le transfert de chaleur entre les deux feuilles 2,3 de transfert de chaleur vers une position de connexion P2, dans ledit second état du dispositif, autorisant le transfert de chaleur entre les deux feuilles 2,3 de transfert de chaleur par conduction thermique au travers un alésage 6 dudit isolant thermique 4. Selon un mode de réalisation illustré la partie mobile 51 ;52 peut se déplacer le long de l'alésage 6, sensiblement perpendiculaire à l'isolant. Un manchon 60 peut être prévu pour protéger les parois de l'alésage 6 de l'isolant 4 des hautes températures. Les feuilles 2,3 sont de préférence dans un matériau, de préférence métallique à haute conductivité thermique, tel que le cuivre ou encore l'aluminium. Le matériau des feuilles 2,3 peut être également du graphène ou du graphite. Elles peuvent aussi être revêtues de graphène, graphite ou autre matériau similaire. Said thermal insulation and regulation device 1 comprises: two heat transfer sheets 2.3 (in particular "structured" or "hammered" or "bumpy" so as to eliminate the problems of dilation of said sheets), parallel to one another , constituted by an inner sheet 2, arranged to allow an energy exchange with the environment of said interior space Ei and an outer sheet 3, arranged to allow an exchange of energy with the external environment Ee, - a thermal insulator 4 provided between said two heat transfer sheets 2,3, thermally insulating said two transfer sheets therebetween, - a thermal conduction device 5 comprising a movable part 51, 52 adapted to pass from a disconnection position P1, in said first state of said device, prohibiting the transfer of heat between the two heat transfer sheets 2,3 to a connection position P2, in said second state of the device, allowing the transfer of heat between the two sheets of heat transfer by heat conduction through a bore 6 of said thermal insulation 4. According to an embodiment shown the movable part 51; 52 can move along of the bore 6, substantially perpendicular to the insulator. A sleeve 60 may be provided to protect the walls of the bore 6 of the insulator 4 from high temperatures. The sheets 2, 3 are preferably made of a material, preferably a metal with a high thermal conductivity, such as copper or aluminum. The material of the sheets 2,3 may also be graphene or graphite. They can also be coated with graphene, graphite or other similar material.
L'isolant thermique peut notamment être choisi parmi les matériaux suivants : laine de verre, fibres de bois, ouate de cellulose, laine de roche, caoutchouc, polystyrène, matériaux poreux, polystyrène expansé, polystyrène expansé extrudé, mousse de polyuréthane, liège expansé, fibre de coco, chanvre, carton alvéolé. The thermal insulation may be chosen in particular from the following materials: glass wool, wood fibers, cellulose wadding, rockwool, rubber, polystyrene, porous materials, expanded polystyrene, extruded expanded polystyrene, polyurethane foam, expanded cork, coconut fiber, hemp, cardboard honeycomb.
L'isolant thermique prend la forme d'une plaque dont les deux faces sont recouvertes respectivement desdites feuilles 2,3 de transfert de chaleur. L'épaisseur de la plaque d'isolant peut être comprise entre 2 cm et 40 cm et est déterminée en fonction du coefficient d'isolation du bâtiment. Dans ladite position de déconnexion P1 de la partie mobile 51 ;52, ledit dispositif 1 d'isolation et de régulation thermique se comporte simplement comme un isolant extérieur de l'habitation. Le dispositif 5 de conduction thermique permet de constituer, dans ladite position de connexion P2 de ladite partie mobile 51 ;52 un pont thermique entre la feuille interne 2 et la feuille externe 3, au travers de l'isolant thermique 4, et ainsi autorise le transfert de chaleur de la feuille de transfert de chaleur la plus chaude vers la feuille de transfert de chaleur la plus froide. De préférence les parties du dispositif 5 de conduction thermique constituant le pont thermique, et en particulier la partie mobile 51 ;52 sont dans un matériau métallique à forte 2 983 884 7 conductivité thermique, tels que le cuivre ou l'aluminium. Dans le cas où la feuille interne 2 est plus chaude que la feuille externe 3, ledit dispositif 1 d'isolation et de régulation thermique permet de refroidir un bâtiment. La feuille interne 2 agit alors comme un collecteur de chaleur et la feuille externe 5 3 comme un dissipateur de chaleur. Inversement, dans le cas où la feuille externe 3 est plus chaude que la feuille interne 2 le dispositif d'isolation et de régulation thermique permet de chauffer un bâtiment. La feuille externe 3 agit alors comme un collecteur de chaleur et la feuille interne 2 comme un dissipateur de chaleur. La face extérieure de la feuille interne 2 (ou externe 3) utilisée comme dissipateur 10 de chaleur peut être avantageusement recouverte d'un revêtement 10 à forte émissivité telle que de la peinture. L'émissivité peut être supérieure à 0.50, de préférence supérieure à 0.80 et encore plus de préférence supérieure à 0.90 afin de faciliter la dissipation de chaleur par rayonnements infrarouges. De préférence le ou les dispositifs d'isolation et de régulation thermique utilisés 15 pour chauffer l'intérieur d'un bâtiment seront positionnés sur la ou les faces verticales du bâtiment orientées principalement vers le sud, à savoir sud, sud-est ou sud-ouest. La position verticale de la feuille externe 3 permettra de collecter les rayonnements solaires incidents en période hivernale, de manière optimum. Au contraire les dispositifs d'isolation et de régulation thermique utilisés pour 20 refroidir l'intérieur d'un bâtiment seront de préférence positionnés sur la ou les faces verticales du bâtiment orientées vers le nord, à savoir nord, nord-est ou nord-ouest. Selon un mode de réalisation avantageux, la feuille externe 3 peut être recouverte d'un élément isolant thermique transparent 9. Ledit élément isolant thermique 25 transparent 9 peut être un double vitrage ou un triple vitrage, en particulier lorsque ledit dispositif 1 d'isolation et de régulation thermique est utilisé pour chauffer l'intérieur d'un bâtiment. Les rayonnements solaires peuvent alors traverser ledit élément isolant thermique transparent 9 pour chauffer la feuille externe 3, tout en limitant le refroidissement de la feuille externe 3 par les phénomènes de 30 convection avec l'environnement extérieur Ee. Par ailleurs afin d'éviter les déperditions par rayonnement infrarouge depuis la feuille externe 3 vers l'environnement extérieur Ee, ledit élément isolant thermique transparent 9 peut comprendre un filtre faisant écran aux rayonnements infrarouges constitué d'une fine couche transparente, de métal ou d'oxydes métalliques (argent notamment). Au contraire ledit élément isolant thermique transparent 9 est un simple vitrage ou un double vitrage, en particulier lorsque ledit dispositif 1 d'isolation et de régulation thermique est utilisé pour refroidir un bâtiment. La face extérieure de la feuille externe 3 peut être alors recouverte dudit revêtement 10 à forte émissivité. Ledit élément isolant thermique transparent 9 ne présente alors pas de filtre aux rayonnements infrarouges afin d'autoriser la dissipation par rayonnement au travers dudit élément 9. Une feuille 7 de protection haute température peut être insérée entre l'isolant thermique 4 et la feuille externe 3 et permet de protéger l'isolant thermique 4 des hautes températures de la feuille externe 3. En effet lorsque le dispositif d'isolation et de régulation est dans ledit premier état, la température de la feuille externe 3 peut atteindre 80°C. Cette feuille 7 de protection haute température présente un point d'inflammabilité supérieure ou égale à 150°C. Cette feuille 7 de protection peut être constituée par une feuille de carton (point d'inflammabilité supérieur à 230°C) alvéolé d'épaisseur comprise entre 3mm et 7mm, telle que par exemple 5mm d'épaisseur. Alternativement la feuille 7 peut être constituée d'un tissu de laine de verre. Selon un mode de réalisation un film métallique à faible émissivité 8, inférieure à 0.20 unité, peut être disposée entre la feuille 7 de protection haute température et l'isolant thermique 4. Ce film 8 qui peut être constituée par un film d'aluminium poli d'au moins 40 nm a pour objet de réfléchir les rayonnements infrarouges émis par la feuille externe 3, limitant ainsi le transfert au travers de l'isolant thermique 4. Selon un mode de réalisation, notamment illustré aux figures, le dispositif 5 de conduction thermique comprend un élément mécanique mâle 50;51 et un élément mécanique femelle 52;53, complémentaires, qui, dans ladite position de connexion P2 sont mutuellement engagés pour permettre un transfert de chaleur entre lesdits éléments mâle et femelle 50,52; 51,53 (pont thermique fermé), et qui dans ladite position de déconnexion P1 sont dégagés l'un de l'autre afin d'interdire le transfert de chaleur entre les éléments mâle et femelle 50,52; 51,53 (pont thermique ouvert). Selon le mode de réalisation des figures 1 ou 2, la partie mobile est ledit élément mécanique femelle 52 qui comprend une tige montée coulissante dans l'alésage 6 2 983 884 9 de l'isolant thermique 4. L'une des extrémités de la tige 52 est apte à engager, dans ladite position de connexion P2, avec l'élément mécanique mâle 50 qui est solidaire de la feuille externe 3. Dans la position de connexion P2 l'autre extrémité de la tige 52 est alors en contact avec la feuille interne 2, via un sabot pour 5 constituer le pont thermique (Figure 1). Selon le mode de réalisation des figures 3 à 7, la partie mobile est une tige filetée 51 qui constitue la partie mâle. Ledit élément mécanique femelle comprend alors un corps taraudé 53 solidaire de la feuille externe 3. Dans ladite position de connexion P2, illustrée à la figure 5, la tige filetée 51 et le corps taraudé 53 sont 10 vissés l'un à l'autre afin de fermer le pont thermique. Dans ladite position de déconnexion P1 illustrée à la figure 4 la tige filetée 51 et le corps taraudé 53 sont écartés distants l'un de l'autre afin d'ouvrir le pont thermique. Ledit dispositif de conduction thermique 5 comprend un actionneur 54 apte à faire passer la partie mobile 51;52 dudit dispositif de conduction thermique 5 de ladite 15 position de déconnexion P1 vers ladite position de connexion P2, et inversement. L'actionneur peut être un actionneur pneumatique, hydraulique, électromagnétique ou motorisé. Selon le mode de réalisation des figures 3 à 7 le corps taraudé 53 est solidaire de la feuille externe 3, ladite tige filetée 51 est apte à être entrainée de la position de 20 déconnexion P1 vers la position de connexion P2, et inversement, grâce audit actionneur 54 constitué par un motoréducteur. La sortie 55 de l'actionneur 54 est, d'axe confondu à l'axe de la tige filetée 51 et est apte à entrainer ladite tige filetée 51 en rotation via une transmission comprenant une liaison glissière 56, du type arbre cannelé. Plus particulièrement 25 cette liaison glissière 56 peut être constituée par un corps cylindrique 70 et un disque 71 monté coulissant dans la partie creuse du corps cylindrique 70. Le disque 71 présente des ergots 72 saillants dans des rainures 73 sur la paroi interne du corps cylindrique afin d'interdire la rotation entre ces deux éléments 70,71.The thermal insulation takes the form of a plate whose two faces are respectively covered with said heat transfer sheets 2,3. The thickness of the insulating plate can be between 2 cm and 40 cm and is determined according to the insulation coefficient of the building. In said disconnected position P1 of the movable part 51, 52, said thermal insulation and regulation device 1 behaves simply as an insulator outside the house. The thermal conduction device 5 makes it possible to constitute, in said connection position P2 of said movable part 51, a thermal bridge between the inner sheet 2 and the outer sheet 3, through the thermal insulation 4, and thus allows the heat transfer from the hottest heat transfer sheet to the coldest heat transfer sheet. Preferably, the portions of the thermal conduction device 5 constituting the thermal bridge, and in particular the movable portion 51, 52 are in a high thermal conductivity metal material, such as copper or aluminum. In the case where the inner sheet 2 is hotter than the outer sheet 3, said device 1 for thermal insulation and regulation makes it possible to cool a building. The inner sheet 2 then acts as a heat sink and the outer sheet 5 as a heat sink. Conversely, in the case where the outer sheet 3 is hotter than the inner sheet 2, the thermal insulation and regulation device makes it possible to heat a building. The outer sheet 3 then acts as a heat sink and the inner sheet 2 as a heat sink. The outer face of the inner sheet 2 (or outer sheet 3) used as heat sink 10 may advantageously be covered with a coating 10 with high emissivity such as paint. The emissivity may be greater than 0.50, preferably greater than 0.80 and even more preferably greater than 0.90 to facilitate the dissipation of heat by infrared radiation. Preferably the thermal insulation and control device (s) used to heat the interior of a building will be positioned on the vertical face (s) of the building oriented mainly towards the south, ie south, south-east or south-east. Where is. The vertical position of the outer sheet 3 will collect the incident solar radiation in the winter period, optimally. In contrast, the thermal insulation and control devices used to cool the interior of a building will preferably be positioned on the north-facing or north-facing vertical face of the building, ie, north, north-east, or north-west. . According to an advantageous embodiment, the outer sheet 3 may be covered with a transparent thermal insulating element 9. Said transparent thermal insulating element 9 may be double glazing or triple glazing, in particular when said insulation device 1 and Thermal regulation is used to heat the interior of a building. The solar radiation can then pass through said transparent thermal insulating element 9 to heat the outer sheet 3, while limiting the cooling of the outer sheet 3 by the convection phenomena with the external environment Ee. Furthermore, in order to prevent losses by infrared radiation from the outer sheet 3 to the external environment Ee, said transparent thermal insulating element 9 may comprise a filter shielding infrared radiation consisting of a thin transparent layer, metal or metal. metal oxides (silver in particular). In contrast, said transparent thermal insulating element 9 is a single glazing or double glazing, in particular when said thermal insulation and regulation device 1 is used for cooling a building. The outer face of the outer sheet 3 can then be covered with said coating 10 with high emissivity. Said transparent thermal insulating element 9 then does not have an infrared radiation filter in order to allow radiation dissipation through said element 9. A high temperature protective sheet 7 can be inserted between the thermal insulation 4 and the outer sheet 3 and makes it possible to protect the thermal insulator 4 from the high temperatures of the outer sheet 3. In fact, when the insulating and regulating device is in said first state, the temperature of the outer sheet 3 can reach 80 ° C. This high temperature protective sheet 7 has a flash point greater than or equal to 150 ° C. This protective sheet 7 may be constituted by a sheet of cardboard (ignition point greater than 230 ° C) honeycomb thickness between 3mm and 7mm, such as for example 5mm thick. Alternatively the sheet 7 may be made of a glass wool fabric. According to one embodiment, a low-emissivity metal film 8, less than 0.20 units, can be arranged between the high-temperature protection sheet 7 and the thermal insulator 4. This film 8 can consist of a polished aluminum film of at least 40 nm is intended to reflect the infrared radiation emitted by the outer sheet 3, thus limiting the transfer through the thermal insulator 4. According to one embodiment, in particular illustrated in the figures, the conduction device 5 thermal unit comprises a complementary male mechanical element 50; 51 and a female mechanical element 52; 53, which in said connection position P2 are mutually engaged to allow heat transfer between said male and female elements 50,52; 51,53 (thermal bridge closed), and in said disconnected position P1 are disengaged from each other to prohibit the heat transfer between the male and female elements 50,52; 51.53 (open thermal bridge). According to the embodiment of FIGS. 1 or 2, the movable part is said female mechanical element 52 which comprises a rod slidably mounted in the bore of the thermal insulator 4. One of the ends of the rod 52 is adapted to engage, in said connection position P2, with the male mechanical element 50 which is integral with the outer sheet 3. In the connection position P2 the other end of the rod 52 is then in contact with the sheet 2, via a shoe to form the thermal bridge (Figure 1). According to the embodiment of Figures 3 to 7, the movable portion is a threaded rod 51 which constitutes the male part. Said female mechanical element then comprises a threaded body 53 integral with the outer sheet 3. In said connection position P2, illustrated in FIG. 5, the threaded rod 51 and the threaded body 53 are screwed together to to close the thermal bridge. In said disconnected position P1 shown in Figure 4 the threaded rod 51 and the threaded body 53 are spaced apart from each other to open the thermal bridge. Said thermal conduction device 5 comprises an actuator 54 capable of passing the mobile part 51, 52 of said thermal conduction device 5 from said disconnection position P1 to said connection position P2, and vice versa. The actuator may be a pneumatic, hydraulic, electromagnetic or motorized actuator. According to the embodiment of FIGS. 3 to 7, the threaded body 53 is integral with the outer sheet 3, said threaded rod 51 is able to be driven from the disconnection position P1 to the connection position P2, and vice versa, by virtue of the said actuator 54 constituted by a geared motor. The output 55 of the actuator 54 is of axis coincident with the axis of the threaded rod 51 and is adapted to drive said threaded rod 51 in rotation via a transmission comprising a slide connection 56 of the spline shaft type. More particularly, this sliding connection 56 may be constituted by a cylindrical body 70 and a disc 71 slidably mounted in the hollow part of the cylindrical body 70. The disc 71 has lugs 72 projecting into grooves 73 on the inner wall of the cylindrical body so that to prohibit rotation between these two elements 70,71.
30 La liaison glissière 56 autorise la libre translation de la tige filetée 51 sur son axe. Un écrou prisonnier 57 est maintenu dans une cage 58, présentant un taraudage coopérant par vissage avec ladite tige filetée 51. L'écrou prisonnier 57 est solidaire en rotation de la feuille interne 2 pour imprimer un mouvement d'avance 2 983 884 10 ou de recul de la tige filetée 51 lors de la mise en rotation de ladite tige filetée 51 par le motoréducteur. Afin de garantir la bonne coopération entre le filetage de la tige filetée 51 et le taraudage du corps 53 lors du déplacement de la position de déconnexion P1 vers 5 la position de connexion P2, l'écrou prisonnier 57 est libre de translation dans la cage 58, selon une course limitée, suivant l'axe de la tige filetée 51. On notera que dans ladite position de connexion P2, le disque 71 plaque ledit écrou prisonnier 57 contre la feuille interne 2 de telle façon à connecter thermiquement la tige filetée 51 et la feuille interne 2 (Voir figure 7).The slide connection 56 allows the free translation of the threaded rod 51 on its axis. A prison nut 57 is held in a cage 58, having a tapping cooperating by screwing with said threaded rod 51. The prison nut 57 is integral in rotation with the inner sheet 2 to print a forward movement 2 983 884 10 or recoil of the threaded rod 51 during the rotation of said threaded rod 51 by the geared motor. In order to guarantee the good cooperation between the threading of the threaded rod 51 and the tapping of the body 53 during the displacement of the disconnection position P1 towards the connection position P2, the prison nut 57 is free of translation in the cage 58 , in a limited stroke, along the axis of the threaded rod 51. Note that in said connection position P2, the disk 71 plates said captive nut 57 against the inner sheet 2 so as to thermally connect the threaded rod 51 and the inner sheet 2 (See Figure 7).
10 D'une manière générale un système de commande permet de piloter les actionneurs 54 afin de faire passer le ou les dispositifs 1 du premier état vers le deuxième état, et inversement. Le pilotage des actionneurs 54 peut être automatisé, asservi en fonction de divers capteurs, tels que capteur d'ensoleillement, capteur de température extérieure et capteur de température 15 intérieure. Selon un mode de réalisation le dispositif 1 d'isolation et de régulation peut comprendre un châssis (non illustré) maintenant par leurs bords au moins l'isolant thermique 4 et les deux feuilles de transfert de chaleur 2,3 dudit dispositif 1 de telle façon à ce que ledit dispositif prenne la forme d'un panneau de construction 20 autoportant. L'élément isolant thermique transparent 9, le cas échant est solidarisé à ce châssis. Le cas échéant le châssis maintient également les autres feuilles et notamment la feuille 7 de protection haute température et/ou le film métallique à faible émissivité 8. De tels panneaux de construction autoportants pourront être aisément manipulés 25 et seront fabriqués en atelier, simplifiant la mise en oeuvre sur site. De préférence le ou les dispositifs 1 de régulation conformes à l'invention seront disposés de manière parallèle audit mur 20 d'un bâtiment, notamment assemblés les uns aux autres suivant un même plan, constituant tout ou partie de l'isolation thermique extérieur du bâtiment, agencés par rapport audit mur de façon à créer 30 une lame d'air 30 entre le mur 20 et le ou chaque dispositif 1 d'isolation et de régulation thermique. La lame d'air, de préférence d'épaisseur supérieure ou égale à environ 10 cm, favorisera les phénomènes d'échanges thermiques par convection entre la feuille interne 2 du dispositif 1 et le mur 20. Un tel système utilise le mur comme réservoir de chaleur permettant de lisser les variations de température dans les pièces du bâtiment. En hiver le mur 20 accumulera de la chaleur et la restituera tout au long de des jours suivants. A l'inverse en été le mur permettra de refroidir les pièces du bâtiment tout au long des jours suivants.In general, a control system makes it possible to drive the actuators 54 in order to move the device (s) 1 from the first state to the second state, and vice versa. The control of the actuators 54 can be automated, slaved according to various sensors, such as sunshine sensor, outdoor temperature sensor and indoor temperature sensor. According to one embodiment, the device 1 for isolating and regulating may comprise a chassis (not illustrated) maintaining at least their thermal insulation 4 and the two heat transfer sheets 2,3 of said device 1 in such a way said device takes the form of a self-supporting construction panel. The transparent thermal insulating element 9, if any, is secured to this frame. If necessary, the frame also holds the other sheets and in particular the high temperature protection foil 7 and / or the low emissivity metal film 8. Such self-supporting construction panels can be easily handled and will be manufactured in a workshop, making it easier to use. implemented on site. Preferably the one or more regulating devices 1 according to the invention will be disposed parallel to said wall 20 of a building, in particular assembled to each other in the same plane, constituting all or part of the external thermal insulation of the building. , arranged with respect to said wall so as to create an air gap 30 between the wall 20 and the or each thermal insulation and control device 1. The air gap, preferably with a thickness greater than or equal to about 10 cm, will promote convective heat exchange phenomena between the inner sheet 2 of the device 1 and the wall 20. Such a system uses the wall as a reservoir of heat for smoothing temperature variations in building rooms. In winter the wall 20 will accumulate heat and restore it throughout the following days. Conversely in summer the wall will cool the building parts throughout the following days.
15 20 25 30 NOMENCLATURE 1 Dispositif d'isolation et de régulation thermique, 2 Feuille interne, 3 Feuille externe, 4 Isolant thermique, 5 Dispositif de conduction thermique, 6 Alésage, 7 Feuille de protection haute température, 8 Film métallique à faible émissivité, 9 Isolant thermique transparent, 10 Revêtement forte émissivité, 20 Mur, 50 Elément mécanique mâle, 51 Tige filetée, 52 Elément mécanique femelle, 53 Corps taraudé, 54 Actionneur, 55 Sortie actionneur, 56 Liaison glissière, 57 Ecrou prisonnier, 58 Cage écrou prisonnier, 60 Manchon, 70 Corps cylindrique, 71 Disque, 72 Ergots (Disque 71), 73 Rainures (Corps cylindrique 70), 90 Double vitrage, Ee Espace extérieur, Ei Espace intérieur, P1 Position de déconnexion, P2 Position de connexion. NOMENCLATURE 1 Thermal insulation and control device, 2 inner sheet, 3 outer sheet, 4 thermal insulation, 5 thermal conduction device, 6 bore, 7 high temperature protective sheet, 8 low emissivity metal film, 9 Transparent thermal insulation, 10 High emissivity coating, 20 Wall, 50 Mechanical male element, 51 Threaded rod, 52 Mechanical female element, 53 Threaded body, 54 Actuator, 55 Actuator output, 56 Slide connection, 57 Lock nut, 58 Lock nut , 60 Sleeve, 70 Cylindrical body, 71 Disc, 72 Lugs (Disc 71), 73 Grooves (Cylindrical body 70), 90 Double glazing, Ee Outer space, Ei Interior space, P1 Disconnection position, P2 Connection position.
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2012
- 2012-12-12 WO PCT/EP2012/075160 patent/WO2013087664A1/en active Application Filing
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| ST | Notification of lapse |
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