Chauffage solaire par capteurs utilisant l'énergie gratuite du soleil

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Les systèmes à vidange automatique ne nécessitent ni fluide antigel, ni soupape de sécurité, ni vase d’expansion. Les capteurs placés sur le toit sont remplis d’eau uniquement lorsqu’il y a un ensoleillement suffisant, si le rayonnement est faible les capteurs se vident dans un réservoir.


  • Ces systèmes ont été développés pour éviter l’utilisation d’un antigel et les surchauffes excessives.
  • Ce système est utile en cas d’absence en été ou pour une résidence secondaire par exemple.

8 capteurs solaires assurant 30 % de l'énergie de chauffage de cette maison, l'été la piscine est réchauffée avec cette énergie gratuite et graduelle. PhotoPicbleu.



Le chauffage des piscines

L'installation de capteurs solaires synthétiques en polyéthylène rigide ou en tuyaux souples non vitrés peut avantageusement réchauffer l'eau d'une piscine. Les besoins en température ne sont pas élevés, ce qui permet une utilisation solaire avec un bon rendement et donc une production de chaleur très économique, de plus cette opération se déroule pendant des périodes favorables.

Ces systèmes sont généralement exempts d'échangeur de chaleur étant donné que l'eau de la piscine circule directement à travers les capteurs, le débit étant assuré soit par la pompe de l'élément de filtration, soit par une pompe additionnelle. Le réseau hydraulique peut se faire en tubes rigides ou souples et ne nécessite pas d'outillage spécifique.

Les capteurs peuvent être installés en hauteur sur un toit ou posés au sol incliné à 45 °. Les matériaux synthétiques utilisés pour la construction des capteurs résistent au chlore et sont insensibles à la corrosion et au gel. Il est toutefois nécessaire de vidanger les capteurs et le réseau tubulaire en période hivernale (risque de dégradation par le gel).

Le dimensionnement de la surface de capteurs se fait principalement en fonction des dimensions de la piscine, de la différence de température de l'eau du bassin et de l'impact solaire. La surface des capteurs se situe entre 30 et 80 % de la surface du bassin.


Les systèmes à thermosiphon

Les systèmes à thermosiphon fonctionnent suivant les différences de densité entre fluides chauds et fluides froids. Le fluide chauffé dans le circuit monte, entre dans le ballon de stockage situé au-dessus du capteur, y transfère sa chaleur, et descend ensuite à nouveau dans le capteur par la tuyauterie de retour.

Les systèmes à thermosiphon sont conçus, soit comme systèmes directs (dans lesquels l’eau potable circule directement dans le capteur), soit comme systèmes indirects, dotés d’un circuit capteur fermé.

Le chauffe-eau solaire à éléments séparés fonctionnant en thermosiphon offre plusieurs avantages : pas de régulation, pas de pompe et de très bonnes performances énergétiques pour un prix réduit. La simplicité de la circulation naturelle et l’absence des pièces mobiles assurent une grande fiabilité du système. Un avantage important est sa possibilité de fonctionner en cas de panne électrique.

L’inconvénient est que le ballon de stockage doit être placé dans une position plus élevée que les capteurs, afin de permettre la montée « naturelle » du fluide caloporteur des capteurs vers le ballon. Ils sont réservés aux régions où les températures ne sont jamais négatives, le gel pouvant occasionner des dégâts.


Les systèmes low flow

  • Ces chauffe-eau fonctionnent avec une quantité réduite de fluide caloporteur.
  • Le débit à travers les capteurs est adapté à la puissance du rayonnement solaire de façon à ce que la température du fluide à la sortie des capteurs soit toujours supérieure de quelques degrés à celle de l’eau sanitaire.
  • Si les capteurs low flow sont utilisés en liaison avec un ballon de stratification, on peut atteindre des températures d’eau plus élevées dans des conditions de rayonnement faible.

Les ballons de stockage de l'eau chaude sanitaire solaire

L'énergie solaire ne peut pas assurer la totalité de la production d’eau chaude sanitaire, le ballon de stockage est équipé d’un dispositif d’appoint qui prend le relais en cas de besoin et reconstitue le stock d’eau chaude : il peut s’agir d’une résistance (appoint électrique) ou d’un serpentin (appoint hydraulique) raccordé à une chaudière (bois, gaz, fioul) située en aval du ballon. Un second ballon alimenté par l’énergie d’appoint peut aussi être utilisé.

Ballons d'eau chaude sanitaire à stratification.

La température de l’eau chaude contenue dans un ballon de stockage se stratifie naturellement (eau chaude en haut). Les ballons « à stratification » renforcent ce phénomène naturel. L'eau chaude venant des capteurs est introduite dans le ballon à une hauteur qui correspond à sa température, et l'eau chaude est puisée dans le ballon suivant la température désirée.

Dans les ballons à stratification, la partie la plus chaude peut être réservée aux besoins sanitaires, et la partie moins chaude pour le chauffage de la maison en hiver ou la piscine en été. Cette technologie est plutôt réservée aux systèmes solaires combinés (production d'eau chaude sanitaire et chauffage).


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