FR2461086A1 - WINDOW PANEL ALLOWING OPTIMAL USE OF SOLAR ENERGY - Google Patents
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Abstract
Description
PANNEAU DE FENETRE PERMETTANT UNE UTILISATION
OPTIMALE DE L'ENERGIE SOLAIRE
La présente invention concerne de façon géné- raie le domaine des systèmes passifs utilisant l'énergie solaire, et elle porte plus particulièrement sur un panneau de fenêtre solaire présentant des propriétés de transmission et de réflexion de la lumière qui varient en fonction des saisons de l'année.WINDOW PANEL ALLOWING USE
OPTIMAL SOLAR ENERGY
The present invention relates generally to the field of passive systems using solar energy, and more particularly relates to a solar window panel having properties of transmission and reflection of light which vary according to the seasons of the year. 'year.
Une fenêtre solaire efficace pour une structure à chauffage solaire passif doit comporter les caractéristiques suivantes, en particulier pour le chauffage en volume de ceste structure
1. Pendant les mois d'hiver, le rayonnement solaire doit pouvoir traverser la fenêtre et entrer dans la structure
2. Pendant les mois d'été, le rayonnement solaire ne doit pas pouvoir traverser la fenêtre et entrer dans la structure
3. En tout temps, mais particulièrement pendant les mois d'hiver, la fenêtre solaire doit établir une isolation contre les pertes de chaleur par conduction/ convection/re-rayonnement à partir de la structure
4.En tout temps, mais particulièrement pendant les mois d'été, la fenêtre solaire doit établir une isolation contre les apports de chaleur à l'intérieur de la structure, par conduction/convection/re-rayonnement, lorsque la température ambiante extérieure est supérieure à la température désirée à l'intérieur de la structure.An efficient solar window for a passive solar heating structure must have the following characteristics, in particular for the volume heating of this structure
1. During the winter months, solar radiation must be able to pass through the window and enter the structure
2. During the summer months, solar radiation must not be able to pass through the window and enter the structure
3. At all times, but particularly during the winter months, the solar window must insulate against heat loss by conduction / convection / re-radiation from the structure
4.At all times, but especially during the summer months, the solar window must insulate against heat gain inside the structure, by conduction / convection / re-radiation, when the outside ambient temperature is higher than the desired temperature inside the structure.
Les panneaux ordinaires à un seul vitrage (en verre ou en matière plastique) n'offrent que la première caractéristique et n'offrent pas les autres caractéristiques. Ordinary single-glazed panels (glass or plastic) offer only the first characteristic and do not offer the other characteristics.
On a fabriqué des panneaux à vitrages multiples pour améliorer cette situation. Un panneau à double vitrage offre la première caractéristique mentionnée ci-dessus et contribue, au moins en partie, à l'obtention des troisième et quatrième caractéristiques. Cependant, il n'offre pas la seconde caractéristique. Multiple glazing panels have been manufactured to improve this situation. A double-glazed panel offers the first characteristic mentioned above and contributes, at least in part, to obtaining the third and fourth characteristics. However, it does not offer the second characteristic.
Un panneau à triple vitrage améliore les résultats qu'on obtient en utilisant un panneau à double vitrage, mais n'offre cependant toujours pas la seconde caractéristique. En outre, le coût de la fabrication d'un panneau à triple vitrage, en utilisant les techniques de fabrication actuelles, devient prohibitif, ce qui réduit son intérêt économique en tant que système de recueil d'énergie. A triple glazed panel improves the results obtained by using a double glazed panel, but still does not offer the second feature. In addition, the cost of manufacturing a triple glazed panel, using current manufacturing techniques, becomes prohibitive, which reduces its economic benefit as an energy harvesting system.
Pour tenter d'améliorer davantage les performances des panneaux à vitrages multiples, on a également fabriqué des panneaux de vitrage à double paroi et à nervures. Deux exemples de telles structures disponibles dans le commerce sont fabriqués par CY/RO Industrie (feuille en "Acrylite SDP11(matière acrylique) et un Wpolycarbonate SDP") et par Rohm and Haas Co. (polycarbonate du type "Tuffak Twinwall"). Bien que ces structures offrent les première, troisième et quatrième caractéristiques, elles n'offrent toujours pas la seconde caractéristique. In an attempt to further improve the performance of multi-glazed panels, double-walled, ribbed glazing panels have also been manufactured. Two examples of such commercially available structures are manufactured by CY / RO Industrie (sheet in "Acrylite SDP11 (acrylic material) and a Wpolycarbonate SDP") and by Rohm and Haas Co. (polycarbonate of the "Tuffak Twinwall" type). Although these structures offer the first, third and fourth characteristics, they still do not offer the second characteristic.
Quel que soit le panneau vitré qu'on utilise parmi les panneaux ci-dessus, une structure est invariablement surchauffée pendant les mois les plus chauds, en particulier s'il s'agit d'une structure qui comporte des murs ou des toits verticaux ou inclinés, exposés au sud et comportant des fenêtres. On a utilisé des éléments de construction en avancée, des rideaux réfléchissants, des stores vénitiens ou autres pour tenter de réduire ce problème d'échauffement excessif. Cependant, ces mesures n'ont qu'une efficacité partielle, elles font appel à des structures relativement complexes et coûteuses et, dans certaines applications, comme par exemple les serres, on ne peut pas les utiliser facilement. Whichever glass panel is used among the above panels, a structure is invariably overheated during the warmer months, especially if it is a structure that has vertical walls or roofs or sloping, facing south and with windows. Advance building elements, reflective curtains, venetian blinds or the like have been used to try to reduce this problem of excessive heating. However, these measures are only partially effective, they use relatively complex and costly structures and, in certain applications, such as greenhouses, they cannot be used easily.
Devant les inconvénients des panneaux vitrés mentionnés précédemment, on a mis au point des panneaux présentant des propriétés de transmission et de réflexion de la lumière qui sont fonction de la hauteur du soleil. Faced with the drawbacks of the glass panels mentioned above, panels have been developed which have light transmission and reflection properties which are a function of the height of the sun.
Ces panneaux comprennent généralement un panneau ou face vitré intérieur et un panneau ou face vitré extérieur entre lesquels s'étendent un certain nombre d'ailettes dirigées longitudinalement. Ces ailettes sont munies de moyens qui réfléchissent ou filtrent le rayonnement solaire, et l'interaction entre ces moyens et les ailettes et les panneaux vitrés assure, au moins en partie, les quatre caractéristiques qui ont été indiquées ci-dessus.These panels generally include an interior glass panel or face and an exterior glass panel or face between which a number of longitudinally directed fins extend. These fins are provided with means which reflect or filter the solar radiation, and the interaction between these means and the fins and the glass panels ensures, at least in part, the four characteristics which have been indicated above.
Des exemples de tels panneaux figurent, entre autres, dans les brevets U.S. 4 091 592, 4 035 539, 3 940R896, 3 642 557, 3 077 643, 3 059 537, 2 874 611 et 2 849 762.Examples of such panels are found, among others, in U.S. Patents 4,091,592, 4,035,539, 3,940R896, 3,642,557, 3,077,643, 3,059,537, 2,874,611 and 2,849,762.
Bien que ces panneaux vitrés à ailettes donnent de meilleurs résultats en ce qui concerne l'obtention des quatre caractéristiques qui sont nécessaires pour réaliser une fenêtre solaire efficace, ils présentent plusieurs inconvénients qui nuisent fortement à leur utilité finale en tant que système passif de recueil de l'énergie solaire. Although these finned glazed panels give better results with regard to obtaining the four characteristics which are necessary to achieve an efficient solar window, they have several drawbacks which strongly impair their final utility as a passive collection system. solar energy.
Le principal inconvénient que présentent ces panneaux consiste en ce qu'ils nécessitent invariablement l'assemblage d'éléments distincts pourobtenir le résultat désiré. Ces panneaux comprennent généralement deux panneaux vitrés séparés entre lesquels est positionné un troisième ensemble qui est constitué par un certain nombre d'ailettes fabriquées séparément. Ceci conduit à l'assemblage d'un grand nombre d'éléments pour réaliser une seule fenêtre solaire. Une telle situation présente de nombreux inconvénients. The main disadvantage of these panels is that they invariably require the assembly of separate elements to obtain the desired result. These panels generally include two separate glass panels between which is positioned a third assembly which is constituted by a number of fins manufactured separately. This leads to the assembly of a large number of elements to make a single solar window. Such a situation has many drawbacks.
Le coût est un facteur extrêmement important dans la réalisation d'un système passif de recueil d'énergie solaire présentant un intérêt commercial. Les coûts de fabrication croissent nécessairement proportionnellement au nombre d'éléments discrets nécessaires pour fabriquer le panneau, ainsi qu'au nombre d'opérations qui sont nécessaires pour assembler ce panneau. De ce fait, le coût de ces panneaux multi-éléments est trop élevé pour être compensé par les économies de chauffage et de refroidissement qu'ils peuvent finalement procurer. The cost is an extremely important factor in the realization of a passive solar energy collection system of commercial interest. The manufacturing costs necessarily increase in proportion to the number of discrete elements necessary to manufacture the panel, as well as to the number of operations which are necessary to assemble this panel. As a result, the cost of these multi-element panels is too high to be offset by the heating and cooling savings they can ultimately provide.
La durée de vie utile de ces panneaux est un autre facteur qui est lié au coût. Pour qu'un panneau ait un intérêt commercial, il doit avoir une durée de vie utile suffisante pour éviter des remplacements répétitifs inutiles. Cependant, les panneaux mentionnés ci-dessus consistent en un assemblage d'éléments distincts,parmi lesquels un grand nombre sont formés par des matières différentes, ce qui crée un risque de dilatation et de rétraction inégales de ces éléments lorsque la température de leur environnement varie. Ces dilatations et rétractions inégales peuvent finalement aboutir à une détérioration de ces panneaux, réduisant leur durée de vie utile.Ce problème est encore plus grave lorsque les panneaux sont montés dans des châssis de fenêtre rigides qui restreignent encore davantage leur dilatation et leur rétraction, ou lorsque les panneaux sont utilisés en tant qu'éléments de toiture, pour former une fenêtre de toit. Another factor related to cost is the useful life of these panels. For a panel to have commercial interest, it must have a useful life sufficient to avoid unnecessary repetitive replacements. However, the panels mentioned above consist of an assembly of separate elements, many of which are formed by different materials, which creates a risk of uneven expansion and retraction of these elements when the temperature of their environment varies. . These uneven expansions and retractions can ultimately lead to deterioration of these panels, reducing their useful life. This problem is even more serious when the panels are mounted in rigid window frames which further restrict their expansion and retraction, or when the panels are used as roof elements, to form a roof window.
Aux problèmes ci-dessus s'ajoutent ceux de l'installation initiale ainsi que de la réparation de ces panneaux. Un panneau formé par un ensemble d'éléments distincts nécessite des précautions supplémentaires au moment de son installation, pour assurer un alignement correct des éléments, ainsi qu'un fonctionnement correct de la fenêtre. In addition to the above problems are those of the initial installation as well as the repair of these panels. A panel formed by a set of separate elements requires additional precautions at the time of its installation, to ensure correct alignment of the elements, as well as correct operation of the window.
Ces problèmes existent également lorsqu'il faut remplacer un panneau donné. Ces problèmes supplémentaires augmentent les coûts d'installation et de réparation d'un tel système, ce qui réduit encore son intérêt commercial.These problems also exist when a given panel needs to be replaced. These additional problems increase the costs of installing and repairing such a system, which further reduces its commercial interest.
Un dernier facteur porte sur l'esthétique. Dans l'idéal, le caractère fonctionnel d'une fenêtre ne doit pas être obtenu au détriment de son esthétique, et cet objectif n'est pas facile-à atteindre. A final factor relates to aesthetics. Ideally, the functional character of a window should not be obtained at the expense of its aesthetics, and this objective is not easy-to-achieve.
On n'a pas encore réalisé un panneau de fenêtre solaire d'intérêt commercial qui soit capable d'offrir l'ensemble des quatre propriétés de transmission d-'énergie, de réflexion d'énergie et d'isolation thermique qui sont nécessaires au bon fonctionnement du système passif de recueil d'énergie solaire résultant. A solar window panel of commercial interest has not yet been produced which is capable of offering all of the four properties of energy transmission, energy reflection and thermal insulation which are necessary for the good operation of the resulting passive solar energy collection system.
L'invention concerne de façon générale le domaine des systèmes passifs de recueil d'énergie solaire, et elle porte plus particulièrement sur un panneau de fenêtre solaire qui présente un intérêt commercial et dont les propriétés de transmission et de réflexion de la lumière et les propriétés d'isolation thermique varient en fonction des saisons de l'année. The invention relates generally to the field of passive solar energy collection systems, and more particularly relates to a solar window panel which is of commercial interest and whose properties of transmission and reflection of light and the properties thermal insulation vary with the seasons of the year.
Conformément à l'invention, un panneau de fenêtre comprend au moins une face intérieure et une face extérieure, et un ensemble de nervures positionnées entre ces faces, dans des direction longitudinales ce panneau présentant une structure unitaire. On parvient de préférence à ceci en formant le panneau par un processus d'extrusion, ce qui supprime la nécessité de réaliser un panneau à partir d'un ensemble d'éléments distincts. According to the invention, a window panel comprises at least one inner face and one outer face, and a set of ribs positioned between these faces, in longitudinal directions, this panel having a unitary structure. This is preferably achieved by forming the panel by an extrusion process, which eliminates the need to make a panel from a set of separate elements.
Les faces intérieure et extérieure du panneau, ainsi que les nervures qui sont placées entre les faces, sont positionnées géométriquement et sont traitées de façon à permettre le passage du rayonnement solaire direct pour les hauteurs faibles du soleil, à empêcher le passage du rayonnement solaire direct pour les hauteurs élevées du soleil, et à établir des espaces morts emplis d'air destinés à retarder le transfert de chaleur à travers le panneau. On obtient de cette manière l'ensemble des quatre caractéristiques qui sont nécessaires pour réaliser un système passif de recueil d'énergie solaire fonctionnant correctement. En outre, la structure unitaire des panneaux qu'on utilise pour former un tel système confère à ce système l'intérêt commercial que ne peuvent pas offrir les systèmes de l'art antérieur. The interior and exterior faces of the panel, as well as the ribs which are placed between the faces, are geometrically positioned and are treated so as to allow the passage of direct solar radiation for low heights of the sun, to prevent the passage of direct solar radiation. for high heights of the sun, and to establish dead spaces filled with air intended to delay the transfer of heat through the panel. In this way, all four characteristics are obtained which are necessary to make a passive solar energy collection system that works properly. In addition, the unitary structure of the panels that are used to form such a system gives this system the commercial advantage that the systems of the prior art cannot offer.
Pour obtenir les propriétés de transmission et réflexion de la lumière décrites ci-dessus, les faces et les nervures du panneau sont formées par deux matières. To obtain the light transmission and reflection properties described above, the faces and the ribs of the panel are formed by two materials.
L'une de ces matières est pratiquement incolore et permet un passage direct du rayonnement solaire à travers le panneau. L'autre matière utilisée est pratiquement opaque et empêche le passage direct du rayonnement solaire à travers le panneau. La matière opaque est de préférence blanche pour éviter un échauffement des nervures, en particulier en été. Ceci constitue une autre caractéristique distinctive par rapport aux panneaux collecteurs solaires actifs dans lesquels les séparations intérieures (qui sont sombres) font fonction de collecteurs d'énergie solaire, tandis qu'ici les nervures sont réfléchissantes et produisent de préférence une lumière diffuse.One of these materials is practically colorless and allows direct passage of solar radiation through the panel. The other material used is practically opaque and prevents the direct passage of solar radiation through the panel. The opaque material is preferably white to avoid overheating of the ribs, especially in summer. This is another distinguishing characteristic compared to active solar collector panels in which the interior partitions (which are dark) act as collectors of solar energy, while here the ribs are reflective and preferably produce diffuse light.
Les parties opaques blanches et les parties incolores se rejoignent le long de frontières entre couleurs qui ont une structure continue et sans joint, formant ainsi un panneau de fenêtre à structure unitaire. L'absence de telles discontinuités physiques est permise par la fabrication des panneaux à l'aide du processus de co-extrusion, ce processus utilisant deux extrudeuses, l'une contenant une matière thermoplastique incolore et l'autre contenant une matière thermoplastique blanche, avec une seule filière. Les frontières entre couleurs sont ainsi formées simultanément et de façon continue, tout en conservant leur efficacité. The white opaque parts and the colorless parts meet along borders between colors which have a continuous and seamless structure, thus forming a window panel with unitary structure. The absence of such physical discontinuities is permitted by the manufacture of the panels using the co-extrusion process, this process using two extruders, one containing a colorless thermoplastic and the other containing a white thermoplastic, with only one sector. The boundaries between colors are thus formed simultaneously and continuously, while retaining their effectiveness.
Les coûts réduits auxquels on parvient en fabricant un panneau de fenêtre de cette manière, ainsi que la durée de vie utile accrue et les coûts de maintenance réduits qu'assure une telle structure de panneau, permettent de combiner de tels panneaux de fenêtres solaires pour former un système passif de recueil d'énergie solaire d'intérêt commercial qui soit utilisable dans une grande variété d'applications. The reduced costs of making a window panel in this manner, as well as the increased useful life and reduced maintenance costs of such a panel structure, allow such solar window panels to be combined to form a passive solar energy collection system of commercial interest which can be used in a wide variety of applications.
L'invention a donc pour but de réaliser un panneau de fenêtre solaire qu'on puisse utiliser pour réaliser un système passif de recueil d'énergie solaire ayant un intérêt commercial. The invention therefore aims to achieve a solar window panel that can be used to achieve a passive solar energy collection system having a commercial interest.
L'invention a également pour but de réaliser un panneau de fenêtre solaire d'intérêt commercial qui permette le passage du rayonnement solaire dans une structure pendant les mois d'hiver et empêche le passage du rayonnement solaire dans la structure pendant les mois d'été, et qui assure une isolation contre les apports ou les pertes de chaleur par conduction/convection/re-rayonnement à partir d'une construction. The invention also aims to produce a solar window panel of commercial interest which allows the passage of solar radiation in a structure during the winter months and prevents the passage of solar radiation in the structure during the summer months. , and which insulates against heat gain or loss by conduction / convection / re-radiation from a construction.
L'invention a également pour but de réaliser un panneau de fenêtre solaire d'intérêt commercial qui permette le passage du rayonnement solaire direct pour les hauteurs faibles du soleil, qui empêche le passage du rayonnement solaire direct pour les hauteurs élevées du soleil et qui établisse des espaces morts isolants emplis d'air pour retarder le transfert de chaleur à travers le panneau. The invention also aims to provide a solar window panel of commercial interest which allows the passage of direct solar radiation for low heights of the sun, which prevents the passage of direct solar radiation for high heights of the sun and which establishes insulating dead spaces filled with air to delay heat transfer through the panel.
L'invention a également pour but de réaliser un panneau de fenêtre solaire d'intérêt commercial qui présente une structure unitaire. The invention also aims to produce a solar window panel of commercial interest which has a unitary structure.
L'invention a également pour but de réaliser un panneau de fenêtre d'intérêt commercial qui ne réduise pas de façon sensible la quantité de lumière solaire admise à l'intérieur de la structure qui est munie du panneau. The invention also aims to produce a window panel of commercial interest which does not significantly reduce the amount of sunlight admitted inside the structure which is provided with the panel.
L'invention a également pour but de réaliser un panneau de fenêtre d'intérêt commercial qui présente une durée de vie utile appropriée et qu'on puisse facilement installer, réparer ou remplacer. The invention also aims to produce a window panel of commercial interest which has an appropriate useful life and which can be easily installed, repaired or replaced.
L'invention a également pour but de réaliser un panneau de fenêtre d'intérêt commercial qui comporte tous les avantages précédents et qui présente également un aspect esthétique pour une personne qui regarde à travers ce panneau de fenêtre. The invention also aims to produce a window panel of commercial interest which has all the above advantages and which also has an aesthetic appearance for a person who looks through this window panel.
Un aspect de l'invention porte sur un panneau destiné à être utilisé en tant que fenêtre pour une structure, caractérisé en ce qu'il combine des propriétés de transmission et de réflexion de la lumière pour permettre le passage du rayonnement solaire direct pour une hauteur faible du soleil, et pour empêcher le passage du rayonnement solaire direct pour une hauteur élevée du soleil; en ce qu'il comporte des espaces morts isolants emplis d'air pour retarder le transfert de chaleur à travers le panneau; et en ce qu'il comprend une face intérieure et une face extérieure, chacune d'elles étant pratiquement plane et pouvant être positionnée le long de parties intérieure et extérieure respectives de la structure à laquelle le panneau est accouplé, et un certain nombre de nervures qui se raccordent à la face intérieure et à la face extérieure et s'étendent entre ces faces, certaines au moins des nervures étant pratiquement opaques au rayonnement solaire, les nervures qui ne sont pas pratiquement opaques au rayonnement solaire étant pratiquement transparentes, ces nervures étant placées selon une relation géométrique telle que le rayonnement solaire peut entrer dans la Structure ou ne peut pas entrer dans la structure, en fonction de la hauteur du soleil, et la face intérieure, la face extérieure et les nervures formant un ensemble unitaire. One aspect of the invention relates to a panel intended to be used as a window for a structure, characterized in that it combines properties of transmission and reflection of light to allow the passage of direct solar radiation for a height weak of the sun, and to prevent the passage of direct solar radiation for a high height of the sun; in that it has insulating dead spaces filled with air to delay the transfer of heat through the panel; and in that it comprises an inner face and an outer face, each of them being practically flat and capable of being positioned along respective inner and outer parts of the structure to which the panel is coupled, and a certain number of ribs which connect to the inner face and the outer face and extend between these faces, at least some of the ribs being practically opaque to solar radiation, the ribs which are not practically opaque to solar radiation being practically transparent, these ribs being placed in a geometric relationship such that solar radiation can enter the structure or cannot enter the structure, depending on the height of the sun, and the inner face, the outer face and the ribs forming a unitary whole.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre non limitatif . La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels
Les figures 1 et 2 sont des coupes partielles qui montrent deux modes de réalisation différents de panneaux de fenêtre à double vitrage correspondant à l'invention.The invention will be better understood on reading the following description of embodiments, given without limitation. The following description refers to the accompanying drawings in which
Figures 1 and 2 are partial sections showing two different embodiments of double glazed window panels corresponding to the invention.
Les figures 3, 4 et 5 sont des coupes partielles qui montrent trois modes de réalisation différents de panneaux de fenêtre à triple vitrage. Figures 3, 4 and 5 are partial sections showing three different embodiments of triple glazed window panels.
La figure 6 est une coupe partielle qui montre un panneau de fenêtre à quadruple vitrage. Figure 6 is a partial section showing a quadruple glazed window panel.
La figure 7 est une coupe partielle qui montre un panneau de fenêtre à triple vitrage comportant des nervures opaques décalées. Figure 7 is a partial section showing a triple glazed window panel with offset opaque ribs.
La figure 8 est une coupe partielle agrandie du panneau de fenêtre de la figure 3, montrant également la couche pare-vapeur. Figure 8 is an enlarged partial section of the window panel of Figure 3, also showing the vapor barrier layer.
La figure 9 est une coupe partielle d'un panneau de fenêtre comportant des bords perpendiculaires. Figure 9 is a partial section of a window panel having perpendicular edges.
La figure 10 est une coupe partielle d'un panneau de fenêtre comportant des extrémités à verrouillage mutuel. Figure 10 is a partial section of a window panel having interlocking ends.
La figure 11 est une représentation partielle en perspective isométrique d'un groupe de panneaux de fenêtre et de moyens de montage du groupe de panneaux de fenêtre sur une structure. FIG. 11 is a partial isometric perspective representation of a group of window panels and of means for mounting the group of window panels on a structure.
Les figures 12, 13 et 14 sont des coupes partielles de panneaux de fenêtre comportant des nervures dont la configuration est prévue pour le montage du panneau de fenê tre sur le toit d'une structure. Figures 12, 13 and 14 are partial sections of window panels having ribs whose configuration is intended for mounting the window panel on the roof of a structure.
Les figures 15 et 16 sont des coupes partielles de panneaux de fenêtre comportant des nervures qui ont une configuration en zig-zag. Figures 15 and 16 are partial sections of window panels with ribs which have a zig-zag configuration.
Bien qu'on utilise dans un but de clarté des termes spécifiques dans la description qui suit, il faut noter que ces termes ne s'appliquent qu'à la configuration particulière de l'invention qu'on a choisi de représenter sur les dessins, et ne sont pas destinés à définir ou limiter le cadre de l'invention. Although specific terms are used for the sake of clarity in the description which follows, it should be noted that these terms apply only to the particular configuration of the invention which we have chosen to represent in the drawings, and are not intended to define or limit the scope of the invention.
On va maintenant se reporter aux dessins dans lesquels les figures 1 et 2 représentent deux modes de réalisation de panneaux-de fenêtre correspondant à l'invention, qui sont des panneaux à double vitrage. Chaque panneau de fenêtre 1, 2 comprend deux faces 3, 4, à savoir une première face, intérieure, 3, qui est placée du côté de l'intérieur de la structure équipée du panneau 1, 2, et une seconde face, extérieure, 4, qui est placée du côté de l'extérieur de la structure équipée du panneau 1, 2; et un ensemble de nervures 5, 6 qui sont raccordées à la face intérieure 3 et à la face extérieure 4 du panneau 1,2 et s'étendent entre ces faces. We will now refer to the drawings in which FIGS. 1 and 2 represent two embodiments of window panels corresponding to the invention, which are double-glazed panels. Each window panel 1, 2 comprises two faces 3, 4, namely a first, internal face, 3, which is placed on the side of the interior of the structure equipped with the panel 1, 2, and a second, external face, 4, which is placed on the outside of the structure equipped with the panel 1, 2; and a set of ribs 5, 6 which are connected to the inner face 3 and to the outer face 4 of the panel 1,2 and extend between these faces.
Les faces 3, 4, sont représentées avec une section transversale qui correspond à une forme pratiquement plane. The faces 3, 4 are shown with a cross section which corresponds to a practically flat shape.
Une surface plane et lisse est préférable du fait que les panneaux 1, 2 sont destinés à prendre la place des fenêtres ordinaires d'une structure. Il est donc souhaitable de simuler cette configuration du type fenêtre lorsqu'on forme les panneaux 1, 2. On peut cependant utiliser d'autres formes, si on le désire: on pourrait par exemple utiliser des formes courbes pour produire un panneau de fenêtre 1, 2 courbé. On pourrait réaliser d'une manière similaire des panneaux 1, 2 ayant d'autres formes.A flat and smooth surface is preferable because the panels 1, 2 are intended to take the place of ordinary windows of a structure. It is therefore desirable to simulate this configuration of the window type when forming the panels 1, 2. However, other forms can be used, if desired: one could for example use curved shapes to produce a window panel 1 , 2 curved. One could similarly produce panels 1, 2 having other shapes.
Les nervures 5, 6 sont également représentées avec une forme pratiquement plane lorsqu'on les considère en coupe. Des nervures planes 5, 6 sont préférables pour réfléchir et diffuser uniformément le rayonnement solaire qui frappe la surface des nervures 5, 6. Cependant, il peut être souhaitable dans certaines applications d'utiliser des nervures 5, 6 ayant une forme qui ne soit pas plane, afin de disperser le rayonnement solaire qui frappe les nervures 5, 6, au lieu de réfléchir uniformément ce rayonnement solaire. Ainsi, les nervures 5, 6 pourraient avoir une forme courbe, ou une forme correspondant à une suite de segments rectilignes orientés différemment, ou d'autres formes, en fonction de l'application considérée. The ribs 5, 6 are also shown with a practically flat shape when considered in section. Flat ribs 5, 6 are preferable for reflecting and uniformly diffusing the solar radiation which strikes the surface of the ribs 5, 6. However, it may be desirable in certain applications to use ribs 5, 6 having a shape which is not plane, in order to disperse the solar radiation which strikes the ribs 5, 6, instead of uniformly reflecting this solar radiation. Thus, the ribs 5, 6 could have a curved shape, or a shape corresponding to a series of rectilinear segments oriented differently, or other shapes, depending on the application considered.
Le panneau 1 de la figure 1 comporte des nervures 5 qui sont orientées de façon oblique par rapport à la face intérieure 3 et à la face extérieure 4. On fait de préférence varier l'angle d'orientation des nervures 5 en fonction de la hauteur du soleil (qui est représentée par la flèche portant la référence 7 sur la figure 1) pour une région donnée, cet angle variant de façon caractéristique en fonction de la latitude à laquelle le panneau 1 doit être utilisé. De façon générale, on doit utiliser un angle desnervures plus faible aux latitudes élevées, et un angle desnervures plus élevé aux latitudes basses. The panel 1 of FIG. 1 has ribs 5 which are oriented obliquely with respect to the inner face 3 and to the outer face 4. The orientation angle of the ribs 5 is preferably varied as a function of the height of the sun (which is represented by the arrow bearing the reference 7 in FIG. 1) for a given region, this angle varying typically as a function of the latitude at which the panel 1 is to be used. Generally, a lower rib angle should be used at high latitudes, and a higher rib angle at low latitudes.
Il est également possible, bien que moins préférable, d'utiliser des nervures positionnées'perpendi- culairement aux faces 3, 4. Les nervures 6 qui sont représentées sur la figure 2 illustrent un tel panneau. Dans ce cas, l'orientation des nervures 6 n'est pas fonction de la hauteur du soleil ou de la latitude à laquelle le panneau doit être utilisé. It is also possible, although less preferable, to use ribs positioned perpendicularly to the faces 3, 4. The ribs 6 which are shown in FIG. 2 illustrate such a panel. In this case, the orientation of the ribs 6 is not a function of the height of the sun or the latitude at which the panel is to be used.
Dans un cas comme dans l'autre, la distance entre les nervures adjacentes respectives 5, 6 des panneaux 1, 2 est de préférence déterminée en fonction de la hauteur minimale du soleil à partir de laquelle le panneau ne doit transmettre aucun rayonnement solaire direct (cette hauteur est représentée par les flèches 8 sur les figures 1 et 2). In either case, the distance between the respective adjacent ribs 5, 6 of the panels 1, 2 is preferably determined as a function of the minimum height of the sun from which the panel must not transmit any direct solar radiation ( this height is represented by the arrows 8 in Figures 1 and 2).
On détermine ceci en positionnant les extrémités opposées des nervures adjacentes 5, 6 de la manière qui est respectivement représentée en 9 et 10 sur les figures 1 et 2.This is determined by positioning the opposite ends of the adjacent ribs 5, 6 in the manner which is respectively represented at 9 and 10 in FIGS. 1 and 2.
Pour les hauteurs du soleil supérieures à celles qui sont représentées par les flèches 8, le rayonnement solaire ne peut pas entrer directement dans la structure. Pour les hauteurs du soleil qui sont inférieures à celles qui sont représentées par les flèches 8, le rayonnement solaire peut entrer dans la structure.For the heights of the sun higher than those represented by the arrows 8, the solar radiation cannot enter directly into the structure. For the heights of the sun which are lower than those which are represented by the arrows 8, the solar radiation can enter the structure.
Du fait que les panneaux 1, 2, sont destinés à être utilisés en tant que fenêtres, ces fenêtres devant également faire fonction de système passif de recueil d'énergie solaire, les faces 3, 4 des panneaux 1,2 sont de préférence transparentes au rayonnement solaire. Bien que des faces 3, 4 transparentes soient préférables, il est également possible d'utiliser des faces 3, 4 teintées dans une certaine mesure. Cependant, des faces 3, 4 teintées réduisent la quantité de rayonnement solaire que peuvent transmettre les panneaux 1, 2 et qui peut pénétrer dans la structure. Cette réduction peut être souhaitable dans certaines applications. Because the panels 1, 2 are intended to be used as windows, these windows also having to function as a passive system for collecting solar energy, the faces 3, 4 of the panels 1, 2 are preferably transparent to the solar radiation. Although transparent faces 3, 4 are preferable, it is also possible to use tinted faces 3, 4 to a certain extent. However, tinted faces 3, 4 reduce the amount of solar radiation which the panels 1, 2 can transmit and which can penetrate into the structure. This reduction may be desirable in certain applications.
Certaines au moins des nervures 5, 6 des panneaux 1, 2 doivent être opaques au rayonnement solaire. Ceci est nécessaire pour obtenir les propriétés désirées de transmission et de réflexion de la lumière du système passif de recueil d'énergie solaire. At least some of the ribs 5, 6 of the panels 1, 2 must be opaque to solar radiation. This is necessary to obtain the desired light transmission and reflection properties of the passive solar energy collection system.
Dans les panneaux des figures 1 et 2, toutes les nervures 5, 6 sont opaques au rayonnement solaire. Cependant, comme le montre la figure 9, il n'est pas obligatoire que toutes les nervures 5, 6 soient opaques. Il est également possible de placer des nervures supplémentaires 11 entre les nervures opaques 5, ces nervures supplémentaires 11 étant transparentes au rayonnement solaire. Les nervures supplémentaires 11 définissent un panneau 39 qui présente pratiquement les mêmes propriétés de transmission et de réflexion de la lumière que le panneau 1 de la figure 1. In the panels of Figures 1 and 2, all the ribs 5, 6 are opaque to solar radiation. However, as shown in Figure 9, it is not mandatory that all the ribs 5, 6 are opaque. It is also possible to place additional ribs 11 between the opaque ribs 5, these additional ribs 11 being transparent to solar radiation. The additional ribs 11 define a panel 39 which has practically the same light transmission and reflection properties as the panel 1 in FIG. 1.
Les nervures supplémentaires 11 qui sont positionnées entre les faces 3, 4 du panneau réduisent la convection et augmentent la résistance mécanique du panneau. The additional ribs 11 which are positioned between the faces 3, 4 of the panel reduce convection and increase the mechanical resistance of the panel.
Les panneaux 1, 2 représentés en coupe, peuvent être fabriqués avec diverses longueurs. La co-extrusion est un processus continu, et on peut donc fabriquer des panneaux 1, 2 de n'importe quelle longueur désirée. La largeur du panneau 1, 2, ainsi que sa forme, sont déterminées par la largeur et la forme de la filière de co-extrusion. The panels 1, 2 shown in section, can be manufactured with various lengths. Co-extrusion is a continuous process, so panels 1, 2 can be made of any desired length. The width of the panel 1, 2, as well as its shape, are determined by the width and the shape of the co-extrusion die.
Bien qu'on puisse choisir n'importe quelle largeur pour la fabrication, une largeur d'environ 1,2 m est particulièrement intéressante.Although you can choose any width for manufacturing, a width of around 1.2 m is particularly interesting.
On utilise le processus de co-extrusion pour fabriquer les panneaux 1, 2 afin de pouvoir former les surfaces transparentes et opaques sans nécessiter un assemblage d'éléments distincts Les surfaces transparentes et opaques se raccordent le long de frontières entre couleurs qui ne présentent pas de discontinuités physiques, pour former un panneau 1, 2 en une seule pièce, sans joint. The co-extrusion process is used to manufacture the panels 1, 2 in order to be able to form the transparent and opaque surfaces without requiring an assembly of separate elements. The transparent and opaque surfaces are joined along borders between colors which do not exhibit physical discontinuities, to form a panel 1, 2 in one piece, without joints.
On utilise deux extrudeuses pour former les panneaux 1, 2. Une extrudeuse forme les parties transparentes du panneau. Ces parties sont de préférence constituées par une matière thermoplastique incolore. L'autre extrudeuse forme les parties opaques du panneau. Ces parties sont de préférence constituées par une matière thermoplastique blanche. Les éléments incolores et blancs du panneau sont ainsi formés simultanément et de façon continue, au fur et à mesure de l'extrusion du panneau. Two extruders are used to form the panels 1, 2. An extruder forms the transparent parts of the panel. These parts are preferably made of a colorless thermoplastic material. The other extruder forms the opaque parts of the panel. These parts are preferably made of a white thermoplastic material. The colorless and white elements of the panel are thus formed simultaneously and continuously, as the panel is extruded.
On peut employer diverses matières pour former de cette manière les panneaux de fenêtre unitaires 1, 2. Various materials can be used to form unitary window panels 1, 2 in this manner.
Les polymères acryliques, et principalement le polyméthacrylate de méthyle, sont particulièrement intéressants, en diverses qualité standard et résistant aux chocs. Le polycarbonate est également intéressant, en compositions transparentes stabilisées vis-à-vis de l'action des rayons ultraviolets, et en compositions pigmentées blanches. Le chlorure de polyvinyle est une autre matière présentant un certain intérêt avec un revêtement de surface facultatif pour réduire la dégradation par photo-oxydation.Acrylic polymers, and mainly polymethyl methacrylate, are particularly interesting, in various standard quality and impact resistant. Polycarbonate is also of interest, in transparent compositions stabilized with respect to the action of ultraviolet rays, and in white pigmented compositions. Polyvinyl chloride is another material of some interest with an optional surface coating to reduce degradation by photo-oxidation.
Les panneaux 1, 2 décrits ci-dessus offrent toutes les caractéristiques qui sont nécessaires à un fonctionnement correct d'un système passif de recueil d'énergie solaire. Les nervures 5, 6 sont positionnées de façon que pendant les mois d'hiver, lorsque la hauteur du soleil est minimale, le rayonnement solaire puisse largement entrer directement dans la structure, pour chauffer cette structure. Pendant les mois d'été, lorsque la hauteur du soleil est maximale, l'entrée directe du rayonnement solaire dans la structure est empêchée dans une large mesure, ce qui réduit le chauffage non désiré de la structure pendant les périodes chaudes. The panels 1, 2 described above offer all the characteristics which are necessary for the correct operation of a passive solar energy collection system. The ribs 5, 6 are positioned so that during the winter months, when the height of the sun is minimum, the solar radiation can largely enter directly into the structure, to heat this structure. During the summer months, when the height of the sun is maximum, the direct entry of solar radiation into the structure is largely prevented, which reduces unwanted heating of the structure during hot periods.
Les canaux 12 qui sont formés par les nervures 5, 6 et les faces 3, 4 définissent des espaces morts emplis d'air qui retardent le transfert de la chaleur à travers le panneau 1, 2 pendant les périodes d'hiver comme pendant les périodes d'été. The channels 12 which are formed by the ribs 5, 6 and the faces 3, 4 define dead spaces filled with air which delay the transfer of heat through the panel 1, 2 during the winter periods as during the periods summer.
On dispose donc d'un panneau de fenêtre solaire qui comporte toutes les caractéristiques souhaitables mentionnées précédemment et qui présente une structure unitaire et ne doit pas être monté à partir d'un assemblage d'éléments distincts. There is therefore a solar window panel which has all the desirable characteristics mentioned above and which has a unitary structure and must not be mounted from an assembly of separate elements.
Les figures 3 et 4 représentent deux modes de réalisation préférés des panneaux de fenêtre de l'invention. Les panneaux 13, 14 qui sont représentés consistent essentiellement en panneaux à triple vitrage qui fonctionnent d'une manière similaire à celle des panneaux 1, 2. Figures 3 and 4 show two preferred embodiments of the window panels of the invention. The panels 13, 14 which are represented essentially consist of triple-glazed panels which function in a similar manner to that of the panels 1, 2.
Le panneau 13 qui est représenté sur la figure 3 comprend une face intérieure 3 et une face extérieure 4 entre lesquelles sont placées un certain nombre de nervures 15, 16, raccordées aux faces. Parmi ces nervures, les nervures 15 sont opaques au rayonnement solaire tandis que les nervures 16 sont transparentes au rayonnement solaire. Les nervures opaques 15 présentent ici encore une orientation et un écartement qui sont fonction de la hauteur du soleil, et donc de la latitude à laquelle le panneau 13 doit être utilisé, de la manière décrite précédemment. The panel 13 which is shown in Figure 3 comprises an inner face 3 and an outer face 4 between which are placed a number of ribs 15, 16, connected to the faces. Among these ribs, the ribs 15 are opaque to solar radiation while the ribs 16 are transparent to solar radiation. The opaque ribs 15 here again have an orientation and a spacing which are a function of the height of the sun, and therefore of the latitude at which the panel 13 must be used, as described above.
Par exemple, les nervures opaques 15 sont orientées sous un angle de 280 dans le panneau 13 qui est représenté sur la figure 3. Ceci correspond à une transmission solaire directe maximale pour une hauteur solaire de 280, c'est-à-dire la hauteur qu'on trouve à 400 de latitude nord à midi à la mi-janvier et au début décembre, et à 10 heures et 14 heures le 4 novembre et le 8 février (cette hauteur est représentée par la flèche 17 sur la figure 3). For example, the opaque ribs 15 are oriented at an angle of 280 in the panel 13 which is shown in FIG. 3. This corresponds to a maximum direct solar transmission for a solar height of 280, that is to say the height found at 400 north latitude at noon in mid-January and early December, and at 10 a.m. and 2 p.m. on November 4 and February 8 (this height is represented by arrow 17 in Figure 3).
De façon caractéristique, cet angle des nervures varie sous l'effet des différences importantes de latitude, et il augmente pour les latitudes inférieures et diminue pour les latitudes supérieures. De plus, on choisirait un angle plus élevé des nervures si on désirait obtenir la transmission solaire directe maximale à midi pour une date plus éloignée du solstice d'hiver. Par exemple, un angle des nervures de 350 correspondrait à la transmission maximale à midi le 4 novembre et le 8 février.Typically, this angle of the ribs varies under the effect of large differences in latitude, and increases for lower latitudes and decreases for higher latitudes. In addition, we would choose a higher angle of the ribs if we wanted to obtain the maximum direct solar transmission at noon for a date further from the winter solstice. For example, a rib angle of 350 would correspond to the maximum transmission at noon on November 4 and February 8.
La distance entre les nervures 15 pour un angle des nervures donné est déterminée par la hauteur solaire minimale pour laquelle aucun rayonnement direct ne doit être transmis à l'intérieur du bâtiment. Sur la figure 3,le blocage total doit se produire pour une hauteur du soleil de 550 (ce qui est représenté par la flèche 18 sur la figure 3). De ce fait, il n'y aucune transmission directe du rayonnement solaire entre 10 heures et 14 heures, entre le 11 mai et le 3 août, dans l'exemple ci-dessus (à 400 de latitude nord). The distance between the ribs 15 for a given angle of the ribs is determined by the minimum solar height for which no direct radiation must be transmitted inside the building. In FIG. 3, total blocking must occur for a height of the sun of 550 (which is represented by the arrow 18 in FIG. 3). As a result, there is no direct transmission of solar radiation between 10 a.m. and 2 p.m., between May 11 and August 3, in the example above (at 400 north latitude).
Comme le montre la figure 3, les canaux que définissent les faces 3, 4 et les nervures 15 sont en outre divisés par les nervures 16, ces dernières étant transparentes au rayonnement solaire. On forme ainsi deux ensembles de canaux 19, 20, à savoir un groupe de canaux extérieurs 19 et un groupe de canaux intérieurs 20. Ceci donne un panneau 13 qui comporte effectivement un triple vitrage, donnant un pouvoir d'isolation supérieur à celui d'un panneau à double vitrage, sans modifier de façon appréciable ses caractéristiques de transmission et de réflexion de la lumière. De plus, du fait des petits canaux 19, 20, bloquant la convection, qui sont formés, les courants de convection à l'intérieur des canaux 19, 20 sont réduits, même par rapport à des panneaux à triple vitrage simples, de type classique. As shown in Figure 3, the channels defined by the faces 3, 4 and the ribs 15 are further divided by the ribs 16, the latter being transparent to solar radiation. Two sets of channels 19, 20 are thus formed, namely a group of external channels 19 and a group of internal channels 20. This gives a panel 13 which effectively has triple glazing, giving a higher insulation power than that of a double-glazed panel, without appreciably modifying its characteristics of light transmission and reflection. In addition, due to the small channels 19, 20, blocking the convection, which are formed, the convection currents inside the channels 19, 20 are reduced, even compared to simple triple-glazed panels, of the conventional type. .
Le panneau 14 qui est représenté sur la figure 4 comprend une face intérieure 3 et une face extérieure 4, un certain nombre de nervures opaques 15 et une face supplé mentaire 21 qui se trouve en position intermédiaire entre les faces intérieure et extérieure 3, 4. Les nervures opaques 15 sont positionnées, par rapport aux faces 3, 4 et les unes par rapport aux autres, de la même manière que les nervures 15 du panneau 13 de la figure 3, décrit cidessus. De ce fait, le panneau 14 présente essentiellement les mêmes caractéristiques de fonctionnement que le panneau 13 de la figure 3. The panel 14 which is shown in FIG. 4 comprises an inner face 3 and an outer face 4, a number of opaque ribs 15 and an additional face 21 which is in an intermediate position between the inner and outer faces 3, 4. The opaque ribs 15 are positioned, with respect to the faces 3, 4 and with respect to each other, in the same way as the ribs 15 of the panel 13 of FIG. 3, described above. As a result, the panel 14 has essentially the same operating characteristics as the panel 13 in FIG. 3.
Les propriétés de transmission et de réflexion de la lumière sont identiques, de même que les propriétés d'isolation thermique. Ceci est dû-à la présence dans le panneau 14 de la face supplémentaire 21 entre les faces 3, 4, ce qui définit un panneau 14 à triple vitrage. La face supplémentaire 21 est de préférence transparente au rayonnement solaire. Cependant, comme pour les faces 3, 4, la face 21 pourrait être teintée si on le désirait, ce qui modifierait de façon correspondante les caractéristiques de transmission et de réflexion de la lumière du panneau 14. La face supplémentaire 21 est représentée en position médiane entre les faces 3, 4 et parallèle à ces dernières. On peut employer d'autres positions si on le désire, mais la position qui est représentée est la plus avantageuse. The light transmission and reflection properties are identical, as are the thermal insulation properties. This is due to the presence in the panel 14 of the additional face 21 between the faces 3, 4, which defines a panel 14 with triple glazing. The additional face 21 is preferably transparent to solar radiation. However, as for the faces 3, 4, the face 21 could be tinted if desired, which would correspondingly modify the light transmission and reflection characteristics of the panel 14. The additional face 21 is shown in the middle position between the faces 3, 4 and parallel to the latter. Other positions can be used if desired, but the position shown is the most advantageous.
Ainsi, chaque panneau 13, 14 est un panneau à triple vitrage qui présente les caractéristiques de transmission et de réflexion de la lumière et les caractéristiques d'isolation qui sont nécessaires pour réaliser un système passif efficace de recueil d'énergie solaire. Thus, each panel 13, 14 is a triple glazed panel which has the characteristics of light transmission and reflection and the insulation characteristics which are necessary to achieve an efficient passive system for collecting solar energy.
Chaque panneau permet bien d'atteindre ce résultat mais, du fait de sa structure à nervures triangulaires, le panneau 13 de la figure 3 est légèrement plus rigide que le panneau 14 de la figure 4.Each panel makes it possible to achieve this result but, because of its structure with triangular ribs, the panel 13 in FIG. 3 is slightly more rigid than the panel 14 in FIG. 4.
Il existe de nombreuses variantes des configurations précédentes, et quelques exemples d'entre elles sont représentés sur les figures 5 à 7. There are many variations of the previous configurations, and some examples of them are shown in Figures 5 to 7.
La figure 5 représente un panneau 22 à double vitrage. Le panneau 22 comporte des nervures 23 qui sont perpendiculaires aux faces intérieure et extérieure 3, 4, et une face supplémentaire 24 qui est parallèle à la face intérieure 3 et à la face extérieure 4, et située entre ces dernières. Les nervures 23 sont opaques et la face supplémentaire 24 est transparente. Ces éléments se combinent pour former des canaux pratiquement rectangulaires 25 qui donnent un pouvoir isolant au panneau 22. FIG. 5 represents a panel 22 with double glazing. The panel 22 has ribs 23 which are perpendicular to the inner and outer faces 3, 4, and an additional face 24 which is parallel to and located between the inner face 3 and the outer face 4. The ribs 23 are opaque and the additional face 24 is transparent. These elements combine to form practically rectangular channels 25 which give insulating power to the panel 22.
La figure 6 représente un panneau 26 qui comporte un quadruple vitrage. Le panneau comprend une face intérieure 3 et une face extérieure 4, un ensemble de nervures opaques et obliques 26, et deux faces supplémentaires 28, 29 qui sont transparentes au rayonnement solaire. Ces éléments se combinent pour former trois groupes de canaux d'isolation thermique 30, 31, 32, pour donner un meilleur pouvoir d'isolation thermique. Les canaux 30 se trouvent du côté extérieur du panneau 26, les canaux 32 se trouvent du côté intérieur du panneau 26 et les canaux 31 sont placés entre les groupes de canaux 30, 32. Figure 6 shows a panel 26 which has quadruple glazing. The panel includes an inner face 3 and an outer face 4, a set of opaque and oblique ribs 26, and two additional faces 28, 29 which are transparent to solar radiation. These elements combine to form three groups of thermal insulation channels 30, 31, 32, to give better thermal insulation power. The channels 30 are on the outside of the panel 26, the channels 32 are on the inside of the panel 26 and the channels 31 are placed between the groups of channels 30, 32.
La figure 7 représente un panneau 33 qui comporte un triple vitrage. Le panneau 33 comprend une face intérieure 3 et une face extérieure 4, un ensemble de nervures opaques et obliques 34, et une face supplémentaire 35 qui est placée entre les faces 3, 4 et parallèlement à cellesci. Ces éléments se combinent pour former deux groupes de canaux 36, 37, à savoir un groupe de canaux extérieurs 36 et un groupe de canaux intérieurs 37. Le panneau 33 comporte des nervures 34 qui sont positionnées de façon que les extrémités des nervures 34 qui sont raccordées de part et d'autre de la face supplémentaire 35 ne soient pas mutuellement juxtaposées. De ce fait, les canaux 36, 37 ne sont pas non plus juxtaposés sur toute leur longueur. FIG. 7 represents a panel 33 which has triple glazing. The panel 33 includes an inner face 3 and an outer face 4, a set of opaque and oblique ribs 34, and an additional face 35 which is placed between the faces 3, 4 and parallel to them. These elements combine to form two groups of channels 36, 37, namely a group of external channels 36 and a group of internal channels 37. The panel 33 has ribs 34 which are positioned so that the ends of the ribs 34 which are connected on either side of the additional face 35 are not mutually juxtaposed. Therefore, the channels 36, 37 are also not juxtaposed over their entire length.
Tous les panneauxprécédents 22, 26, 33 comportent des nervures qui sont positionnées en fonction de la hauteur du soleil, de la manière décrite précédemment. Tous les pan neaux 22, 26, 33 présentent les caractéristiques de transmission et de réflexion de la lumière et les caractéristiques d'isolation thermique qui ont été envisagées précédemment. La relation entre ces caractéristiques dépend dans une large mesure du type de vitrage choisi. Par exemple, un panneau à double vitrage transmet davantage de rayonnement solaire d'hiver qu'un panneau à triple ou quadruple vitrage, mais il permet également un transfert de chaleur à travers le panneau plus élevé qu'un panneau à triple ou quadruple vitrage. La réciproque est également vraie. All the preceding panels 22, 26, 33 have ribs which are positioned as a function of the height of the sun, as described above. All the panels 22, 26, 33 have the characteristics of light transmission and reflection and the thermal insulation characteristics which have been considered previously. The relationship between these characteristics depends to a large extent on the type of glazing chosen. For example, a double glazed panel transmits more winter solar radiation than a triple or quadruple glazed panel, but it also allows a higher heat transfer through the panel than a triple or quadruple glazed panel. The converse is also true.
La configuration choisie dépend dans une large mesure de l'application ainsi que de l'emplacement de l'installation.The configuration chosen depends to a large extent on the application and the location of the installation.
La figure 8 est une représentation agrandie du panneau 13 qui est représenté sur la figure 3. Les éléments similaires sont désignés par les mêmes numéros de référence. Figure 8 is an enlarged representation of the panel 13 which is shown in Figure 3. Similar elements are designated by the same reference numerals.
La figure 8 montre également l'utilisation d'une couche mince 38 d'un polymère qui présente un très faible taux de transmission de la vapeur d'eau, ceste couche étant formée du côté extérieur de la face intérieure 3 du panneau 13. Ceci contribue à éviter la condensation qui peut se produire sur la surface intérieure d'une face extérieure froide 4, dans le cas de vitrages multiples en matière plastique, sous l'effet du transfert de la vapeur d'eau, par diffusion, à travers le vitrage, à partir de l'intérieur du bâtiment. Parmi les matières pare-vapeur intéressantes figurent certains polymères d'hydrocarbures halogénés (comme par exemple le copolymère d'éthylène-chlorotrifluoréthylène ou le copolymère de propylène-éthylène fluoré).FIG. 8 also shows the use of a thin layer 38 of a polymer which has a very low rate of transmission of water vapor, this layer being formed on the exterior side of the interior face 3 of the panel 13. This contributes to avoiding the condensation which can occur on the internal surface of a cold external face 4, in the case of multiple glazings in plastic material, under the effect of the transfer of water vapor, by diffusion, through the glazing, from inside the building. Among the vapor barrier materials of interest are certain polymers of halogenated hydrocarbons (such as, for example, the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer or the fluorinated propylene-ethylene copolymer).
Cette couche 38 peut également être formée du côté intérieur de la face ou paroi 3 du panneau 13, si on le désire.This layer 38 can also be formed on the inside of the face or wall 3 of the panel 13, if desired.
Les figures 9 à 11 illustrent divers moyens pour le montage des panneaux de fenêtre sur une structure. Le panneau 39 qui est représenté sur la figure 9 comporte d extrémités a angles droits (carres) 40 ; sa carte sunérieure et sa partie inférieure. Le fait de donner des extrémités à angles droits 80 au Danneau 39 ferme entièrement les canaux 41 qui s'étendent à l'extrémité du panneau 39, afin de disposer de l'effet isolant approprié pour ces canaux. En outre, ceci donne une configuration à bords
carrés qui convient bien au montage dans un châssis approprié, en vue de la fixation finale à une structure.Figures 9 to 11 illustrate various means for mounting window panels on a structure. The panel 39 which is shown in FIG. 9 has ends at right angles (edges) 40; its sun card and its lower part. The fact of giving ends at right angles 80 to the Danneau 39 completely closes the channels 41 which extend at the end of the panel 39, in order to have the appropriate insulating effect for these channels. In addition, this gives an edge configuration
square which is well suited for mounting in a suitable chassis, for final attachment to a structure.
Les panneaux 42, 43 qui sont représentés sur la figure 10 comportent des extrémités de verrouillage mutuel 44, 45. De cette manière, on peut accoupler directement deux panneaux 42, 43 l'un à l'autre, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des éléments d'assemblage supplémentaires. En outre, les extrémités de verrouillage mutuel 44, 45 ont pour fonction de former des éléments de structure à angles droits enfermant entièrement les canaux 46 qui s'étendent à l'extrémité des panneaux 42, 43. The panels 42, 43 which are shown in FIG. 10 have mutual locking ends 44, 45. In this way, two panels 42, 43 can be directly coupled to one another, without the need for d '' use additional fasteners. In addition, the mutual locking ends 44, 45 have the function of forming structural elements at right angles entirely enclosing the channels 46 which extend at the end of the panels 42, 43.
Une première extrémité de verrouillage mutuel 44 comprend une partie de base 47 qui est pratiquement perpendiculaire aux faces intérieure et extérieure 3, 4 du panneau 42 et une paire de lèvres de verrouillage 48 qui s'étendent vers l'extérieur à partir de la partie de base 47 et des faces intérieure et extérieure 3, 4 du panneau 42, et qui sont pratiquement perpendiculaires aux faces intérieure et extérieure 3, 4 du panneau 42. A first mutual locking end 44 includes a base portion 47 which is substantially perpendicular to the interior and exterior faces 3, 4 of the panel 42 and a pair of locking lips 48 which extend outward from the portion of base 47 and inner and outer faces 3, 4 of the panel 42, and which are practically perpendicular to the inner and outer faces 3, 4 of the panel 42.
Une seconde extrémité de verrouillage mutuel 45 comprend une partie de base 49 qui est pratiquement perpendiculaire aux faces intérieure et extérieure 3, 4 du panneau 43, et une paire de parties en retrait 50 qui s'étendent vers l'intérieur à partir de la partie de base 49 et des faces intérieure et extérieure 3, 4 du panneau 43, et qui sont pratiquement parallèles aux faces intérieure et extérieure 3, 4 du panneau 43. A second interlocking end 45 includes a base portion 49 which is substantially perpendicular to the interior and exterior faces 3, 4 of the panel 43, and a pair of recessed portions 50 which extend inward from the portion base 49 and inner and outer faces 3, 4 of panel 43, and which are practically parallel to inner and outer faces 3, 4 of panel 43.
Les parties de base 47, 49 sont destinées à fermer les canaux 46 qui se trouvent aux extrémités des panneaux respectifs 42, 43. Les lèvres 48 du panneau 42 sont conçues de façon à venir en contact avec les parties en retrait 50 du panneau 43, de façon à accoupler mutuellement les extrémités respectives des panneaux 42, 43. The base parts 47, 49 are intended to close the channels 46 which are at the ends of the respective panels 42, 43. The lips 48 of the panel 42 are designed so as to come into contact with the recessed parts 50 of the panel 43, so as to mutually couple the respective ends of the panels 42, 43.
Les extrémités restantes des panneaux 42, 43 peuvent comporter des lèvres 48 ou des parties en retrait 50 supplémentaires destinées à être utilisées pour l'accouplement avec des panneaux adjacents supplémentaires, ou bien ces extrémités peuvent comporter des bords à angles droits du type représenté sur la figure 9, qui peuvent être montés dans un châssis pour établir une fixation appro priée sur une structure. The remaining ends of the panels 42, 43 may have lips 48 or additional recesses 50 intended to be used for coupling with additional adjacent panels, or these ends may have edges at right angles of the type shown in the Figure 9, which can be mounted in a frame to establish a suitable fixing on a structure.
La figure 11 représente un châssis 51 qui convient à la fixation d'un panneau ou d'un groupe de panneaux 52, 53, 54 sur une structure. Les panneaux sont représentés fixés au mur 55 d'une construction. Cependant, on peut de façon similaire monter un panneau ou un groupe de panneaux sur le toit d'une construction ainsi que sur divers autres types de structures. On peut par exemple utiliser ces panneaux pour les maisons individuelles, les entrepôts, les usines, les granges ou les constructions destinées au bétail, les écoles, les piscines couvertes, les abris destinés aux passagers des transports en commun, les passerelles couvertes pour piétons, les salles d'exposition, les caravanes, les camions, les garages, les serres, ou n'importe quelle autre structure comportant des fenêtres. FIG. 11 represents a chassis 51 which is suitable for fixing a panel or a group of panels 52, 53, 54 to a structure. The panels are shown attached to the wall 55 of a construction. However, one can similarly mount a panel or group of panels on the roof of a building as well as on various other types of structures. We can for example use these panels for individual houses, warehouses, factories, barns or constructions intended for livestock, schools, covered swimming pools, shelters intended for the passengers of public transport, covered walkways, showrooms, caravans, trucks, garages, greenhouses, or any other structure with windows.
Le châssis 51 qui est représenté utilise deux types d'éléments de châssis 56, 57. The chassis 51 which is represented uses two types of chassis elements 56, 57.
On emploie un premier type d'élément de châssis 56 pour fixer un panneau sur une structure, et cet élément comprend une partie de base 58 et deux branches 59 qui sont reliées a la partie de base 58. La partie de base CR est de nraforence nernendicularrs aux faces X, 4 du nanneau 53 et définit une section à angles droits- d facon à établir un contact uniforme avec les bords à angles droits du panneau 53.Lès branches 59 s'étendent vers l'extérieur à partir de la partie de base 58 et elles sont de préférence positionnées de façon à être pratiquement parallèles aux faces 3, 4 du panneau 53, et de façon à être séparées par une distance pratiquement égale à l'épaisseur du panneau 53. De cette manière, la partie de base 58 peut être accouplée au mur 55 de la structure, après quoi le panneau 53 peut être positionné sur la partie de base 58 et entre les branches 59, de façon à être en contact avec l'élément de châssis 56. A first type of frame element 56 is used to fix a panel to a structure, and this element comprises a base part 58 and two branches 59 which are connected to the base part 58. The base part CR is of nraforence nernendicularrs to the X, 4 faces of the ring 53 and defines a right-angled section - so as to establish uniform contact with the right-angled edges of the panel 53. The branches 59 extend outward from the part of base 58 and they are preferably positioned so as to be practically parallel to the faces 3, 4 of the panel 53, and so as to be separated by a distance practically equal to the thickness of the panel 53. In this way, the base part 58 can be coupled to the wall 55 of the structure, after which the panel 53 can be positioned on the base part 58 and between the branches 59, so as to be in contact with the frame element 56.
On utilise un second type d'élément de châssis 57 pour fixer un premier panneau 53 sur un second panneau 52, 54 qui est adjacent à ce premier panneau 53. Cet élément de châssis 57 est donc utilisé en tant que variante aux extrémités de verrouillage mutuel 44, 45 qui sont représentées sur la figure 10. On peut utiliser indifféremment l'élément de châssis 57 ou les extrémités de verrouillage mutuel 44, 45 en association avec l'élément de châssis 56 pour fixer plusieurs panneaux sur une structure. A second type of chassis element 57 is used to fix a first panel 53 on a second panel 52, 54 which is adjacent to this first panel 53. This chassis element 57 is therefore used as an alternative at the mutual locking ends 44, 45 which are shown in FIG. 10. The chassis element 57 or the mutual locking ends 44, 45 can be used interchangeably with the chassis element 56 for fixing several panels to a structure.
L'élément de châssis 57 comprend une partie de base 60 et des paires de branches 61, 62 qui se raccordent à la partie de base 60. Ici encore, la partie de base est de préférence perpendiculaire aux faces 3, 4 des panneaux 52, 53, 54, et définit une section à angles droits pour établir un un contact uniforme avec les bords à angles droits d'un panneau que doft retenir ltélément de châssis 57. Les branches de chaque paire 61, 62 s'étendent versl'extérieur à partir de la partie de base 60 et sont de préférence positionnées de façon à être pratiquement parallèles aux faces 3, 4 des panneaux, et de façon à être séparées par une distance pratiquement égale à l'épaisseur du panneau avec lequel l'élément de châssis doit venir en contact.De cette manière, l'extrémité d'un panneau 52, 53, 54 avec laquelle élément de châssis 57 vient en contact est retenue entre la partie de base 60 et l'une des paires de branches 61, 62, ce qui maintient les panneaux 52, 53, 54 accouplés les uns aux autres. The chassis element 57 comprises a base part 60 and pairs of branches 61, 62 which are connected to the base part 60. Here again, the base part is preferably perpendicular to the faces 3, 4 of the panels 52, 53, 54, and defines a right-angled section to establish uniform contact with the right-angled edges of a panel to hold the frame member 57. The legs of each pair 61, 62 extend outwardly from the base part 60 and are preferably positioned so as to be practically parallel to the faces 3, 4 of the panels, and so as to be separated by a distance practically equal to the thickness of the panel with which the frame element must come into contact. In this way, the end of a panel 52, 53, 54 with which frame element 57 comes into contact is retained between the base part 60 and one of the pairs of branches 61, 62, which keeps the panels 52, 53, 54 coupled to each other.
Les éléments de châssis 56 et 57 peuvent s'étendre soit horizontalement soit verticalement pour maintenir plusieurs panneaux sur une structure. Si on le désire, on peut employer des éléments de support supplémentaires 63 pour améliorer la rigidité du châssis 51. The frame elements 56 and 57 can extend either horizontally or vertically to hold several panels on a structure. If desired, additional support elements 63 can be used to improve the rigidity of the chassis 51.
Les éléments de châssis peuvent avantageusement être réalisés par extrusion. The chassis elements can advantageously be produced by extrusion.
La description qui précède-porte principalement sur la mise en place de panneaux de fenêtre le long des murs d'une structure. Il est également possible de placer ces panneaux sur le toit d'une structure, pour former par exemple une fenêtre de toit. Les figures 12 à 14 montrent plusieurs exemples de panneaux 64, 65, 66 qui sont conçus pour être placés sur le toit d'une structure. The foregoing description relates mainly to the placement of window panels along the walls of a structure. It is also possible to place these panels on the roof of a structure, for example to form a roof window. Figures 12 to 14 show several examples of panels 64, 65, 66 which are designed to be placed on the roof of a structure.
Les figures 12 et 13 illustrent des panneaux de toit 64, 65 qui comportent un triple vitrage. La figure 14 représente un panneau de toit 66 qui comporte un double vitrage. Les panneaux 64, 65, 66 qui sont représentés sont pratiquement équivalents, au point de vue de la structure comme du fonctionnement, au panneau 14 représenté sur la figure 4, au panneau 13 représenté sur la figure 3 et au panneau 39 représenté sur la figure 9, respectivement. Figures 12 and 13 illustrate roof panels 64, 65 which have triple glazing. Figure 14 shows a roof panel 66 which has double glazing. The panels 64, 65, 66 which are represented are practically equivalent, from the point of view of structure as well as operation, to panel 14 represented in FIG. 4, to panel 13 represented in FIG. 3 and to panel 39 represented in FIG. 9, respectively.
Pour réaliser des panneaux 64, 65, 66 qui puissent être placés sur le toit d'une structure, l'orientation des nervures 67, 68 doit tenir compte de l'inclinaison du toit sur lequel le panneau est monté, ainsi que de la hauteur du soleil. De ce fait, l'angle des nervures augmente, et la distance entre nervures adjacentes diminue, lorsque l'inclinaison du toit augmente. To make panels 64, 65, 66 which can be placed on the roof of a structure, the orientation of the ribs 67, 68 must take into account the inclination of the roof on which the panel is mounted, as well as the height from the sun. As a result, the angle of the ribs increases, and the distance between adjacent ribs decreases, as the inclination of the roof increases.
Sur les figures 12 à 14, les nervures 67 sont opaques au rayonnement solaire et sont de préférence blanches, tandis que les nervures 68 sont transparentes au rayonnement solaire et sont de préférence incolores. La face supplémentaire 69 est de préférence transparente au rayonnement solaire et est placée entre les faces intérieure et extérieure 3, 4. In FIGS. 12 to 14, the ribs 67 are opaque to solar radiation and are preferably white, while the ribs 68 are transparent to solar radiation and are preferably colorless. The additional face 69 is preferably transparent to solar radiation and is placed between the interior and exterior faces 3, 4.
Les figures 15 et 16 représentent encore un autre mode de réalisation du panneau de fenêtre solaire de l'invention. Les panneaux 70, 71 qui sont représentés comprennent une face intérieure 3 et une face extérieure 4, et un ensemble de nervures 72 qui ont une configuration qui évite que la lumière solaire atteignant les nervures 72 soit réfléchie directement, soit de façon spéculaire soit de façon diffuse, à l'intérieur de la structure. Une telle configuration de nervurés est particulièrement intéressante lorsqu'il est très important d'éviter un échauffement excessif pendant l'été, mais cette configuration entraîne également une légère diminution du chauffage solaire pendant l'hiver. Figures 15 and 16 show yet another embodiment of the solar window panel of the invention. The panels 70, 71 which are represented include an inner face 3 and an outer face 4, and a set of ribs 72 which have a configuration which prevents the sunlight reaching the ribs 72 from being reflected directly, either specularly or in a way diffuse, inside the structure. Such a ribbed configuration is particularly advantageous when it is very important to avoid excessive heating during the summer, but this configuration also results in a slight decrease in solar heating during the winter.
Les nervures 72 qui sont représentées forment une configuration en zig-zag et sont opaques au rayonnement solaire. De ce fait, la quantité de rayonnement solaire qui peut passer directement à travers la structure est réduite, du fait de l'épaisseur supplémentaire des nervures opaques 72 du panneau 70, 71. La quantité de rayonnement solaire qui est transmise par les panneaux 70, 71 diminue lorsque cette épaisseur augmente. The ribs 72 which are shown form a zig-zag configuration and are opaque to solar radiation. As a result, the amount of solar radiation which can pass directly through the structure is reduced, due to the additional thickness of the opaque ribs 72 of the panel 70, 71. The amount of solar radiation which is transmitted by the panels 70, 71 decreases when this thickness increases.
Pour éviter une réflexion directe de la lumière solaire à l'intérieur de la structure, les parties rectilignes 73, 74 des nervures 72 sont orientées de façon à converger vers les points auxquels la nervure 72 immédiatement inférieure se raccorde aux faces intérieure et extérieure 3, 4 du panneau 70, 71. Comme le montrent les figures 15 et 16, les parties rectilignes 73 sont orientées de façon à converger vers le point 75 tandis que les parties rectilignes 74 sont orientées de façon à converger vers le point 76. To avoid direct reflection of sunlight inside the structure, the rectilinear parts 73, 74 of the ribs 72 are oriented so as to converge towards the points at which the immediately lower rib 72 is connected to the inner and outer faces 3, 4 of the panel 70, 71. As shown in FIGS. 15 and 16, the rectilinear parts 73 are oriented so as to converge towards point 75 while the rectilinear parts 74 are oriented so as to converge towards point 76.
On peut faire varier le nombre de parties rectilignes 73, 74 qui composent chaque nervure 72. Les nervures 72 du panneau 70 qui est représenté sur la figure 15 comportent moins de parties rectilignes 73, 74 que les nervures 72 du panneau 71 qui est représenté sur la figure 16. Lorsque le nombre de parties rectilignes 73, 74 constituant les nervures 72 augmente, l'épaisseur de ces nervures 72 diminue. De ce fait, lorsque le nombre de parties rectilignes 73, 74 augmente, la quantité de rayonnement solaire qui est transmise directement vers la structure, travers le panneau, augmente également. The number of rectilinear parts 73, 74 which make up each rib 72 can be varied. The ribs 72 of the panel 70 which is shown in FIG. 15 have fewer rectilinear parts 73, 74 than the ribs 72 of the panel 71 which is shown in FIG. 16. When the number of rectilinear parts 73, 74 constituting the ribs 72 increases, the thickness of these ribs 72 decreases. Therefore, when the number of rectilinear parts 73, 74 increases, the amount of solar radiation which is transmitted directly to the structure, through the panel, also increases.
Comme le montre la figure 16, les panneaux 70, 71 peuvent également comporter des nervures transparentes 77, si on le désire, pour augmenter leur rigidité. As shown in FIG. 16, the panels 70, 71 can also include transparent ribs 77, if desired, to increase their rigidity.
On voit ainsi que l'invention qu'on vient de décrire permet bien d'atteindre les buts indiqués précédemment. Les panneaux solaires réalisés ont une structure unitaire qui augmente leur résistance mécanique et leur fiabilité en fonctionnement et qui diminue leur coût de fabrication. En outre, ces panneaux sont légers et peuvent être installés ou remplacés rapidement et facilement, ce qui permet de disposer d'un système passif de recueil d'énergie solaire présentant un intérêt commercial. It can thus be seen that the invention which has just been described makes it possible to achieve the aims indicated above. The solar panels produced have a unitary structure which increases their mechanical resistance and their reliability in operation and which reduces their manufacturing cost. In addition, these panels are light and can be installed or replaced quickly and easily, which provides a passive solar energy collection system of commercial interest.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. It goes without saying that many modifications can be made to the device described and shown, without departing from the scope of the invention.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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TP | Transmission of property | ||
ST | Notification of lapse |