2 systèmes solaires de climatisation grâce à l'énergie du soleil

Temps de lecture: 5 min , Dernière mise à jour: 19/02/2024
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Energies alternatives ou renouvelables > Solaire thermique

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La climatisation solaire. Grâce aux rayons du soleil paradoxalement la climatisation solaire par production de froid permet de climatiser la ou les pièces de votre logement. L'installation est composée de panneaux photovoltaïques et d'une pompe à chaleur. L'énergie solaire captée par les panneaux photovoltaïques est récupérée pour refroidir le liquide caloporteur de la pompe à chaleur.

Climatiser au solaire

Il existe 4 principes de climatisation solaire :

  1. Évaporation. L’eau au contact de l’air s'évapore grâce à la chaleur solaire et produit un l’air frais injecté dans le bâtiment.
  2. Vortex. Un tube noir reçoit le rayonnement solaire afin que l’air qui se trouve à l’intérieur s'échauffe. Un vortex se forme avec de l’air froid en son centre qui est récupéré pour être transféré dans le logement.
  3. Adsorption. Ce système malheureusement peu diffusé n’utilise que de l’eau pour produire du froid par des cycles de vaporisation/condensation.
  4. Absorption. Les rayons calorifiques du soleil chauffe un liquide caloporteur (de l’eau mélangée à du bromure de lithium) afin de la transformer en vapeur. Cette vapeur en se condensant produire du froid en revenant en phase liquide et circule sans fin. Cette solution simple thermique est la plus utilisée.

Les 2 systèmes de climatisation solaire par absorption

Le principe par absorption est déjà largement utilisé dans nos réfrigérateurs à compression, ce procédé est décliné pour le solaire.

Absorption (absorption liquide)

  • Grâce à la chaleur fournie par le panneau solaire, un mélange liquide de réfrigérant et d'absorbant (ammoniac/eau, eau/bromure de lithium…) est porté à ébullition dans un désorbeur.
  • Alors que l'absorbant reste en place, le réfrigérant, plus volatil, s'évapore puis se dirige vers le condenseur, où il cède de la chaleur.
  • Après son passage par un détendeur, ce même réfrigérant, revenu à l'état liquide, peut à nouveau se vaporiser en prélevant cette fois de la chaleur dans le milieu ambiant, qu'il rafraîchit.
  • Cette vapeur se retrouve alors aspirée par l'absorbeur, ce dernier étant dans le même temps alimenté par la solution appauvrie en réfrigérant.
  • Ainsi reconstitué dans ses proportions initiales, le mélange est alors pompé jusqu'au désorbeur, puis le cycle recommence.

Absorption (absorption solide)

  • L'absorbant solide (ex : du silicagel) placé dans deux compartiments identiques jouant alternativement le rôle d'absorbeur et de désorbeur.
  • Après évaporation dans le compartiment 1, puis condensation et à nouveau évaporation, le réfrigérant est adsorbé dans le compartiment 2, maintenu à basse température.
  • Au fur et à mesure que le silicagel du compartiment 1 se libère de son eau, celui du compartiment 2 tend vers la saturation.
  • Pour maintenir et entretenir le processus, il suffit régulièrement d'inverser les caissons et la destination de la chaleur solaire.
  • Froid évaporatif ou DEC (Dessicant evaporative cooling).

L'intérêt d'un système de climatisation solaire à « absorption » est celui du rendement

2 types de rendements

1) Le rendement thermique :

A l'instar tous les appareils produisant du froid, la climatisation solaire on peut mesurer un COP (coefficient de performance).
Le COP est le rapport de la puissance de froid, divisée par la puissance de chauffe nécessaire.

  • COP de 0,7 dans des systèmes mono étages, les températures d’entrée dans l’évaporateur sont de 80 – 110°C
  • COP supérieur à 1 pour des systèmes multi étages, les températures d’entrée dans l’évaporateur sont de 130 – 160°C

2) Le rendement des capteurs solaires

Le rendement baisse lorsque la température du capteur monte pour les capteurs solaires thermiques (chauffe-eau solaire),
Mais, pour le refroidissement à absorption, lorsque la température de chauffage monte le rendement augmente. Les capteurs à tubes sous vide sont les systèmes les plus performants.

Conclusion sur les systèmes de refroidissement

Le procédé solaire à haute température est le plus performant dans une installation de refroidissement par absorption.
Les éléments à connaître

plus

Avantages

  • l'énergie solaire est une énergie inépuisable
  • L'énergie est gratuite et sans rejets
  • La production de froid est vertueuse
  • La consommation électrique est très faible par rapport à une pompe à chaleur
  • En hiver, la chaleur solaire peut être récupérée en complément du chauffage
  • Pas de fluide frigorigène polluant à effet de serre (CFC, HCFC, HFC...)
  • La production est au maximum pendant la journée
  • Des ballons tampons permettent de stocker la chaleur produite en journée
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Inconvénients

  • La production frigorifique intermittente dépend des apports solaires
  • Le système et les marques sont peu diffusés et méconnus
  • Il existe peu d'entreprises Qualisol et en constante diminution
  • Les plombiers anciens expérimentés notamment pour les canalisations d'eau partent à la retraite
  • Les nouveaux vont dans le sens du vent et se labellisent Qualipac (pompe à chaleur électriques)
  • Certaines entreprises et pas que les meilleures se lancent dans le photovoltaïque très prisé. C'est dans les PAC et les panneaux photovoltaïques que l'on retrouve le plus d'éco délinquants que la gendarmerie nationale a qualifié de crime organisé.
  • On ne peut pas leur reprocher, les pouvoirs publics favorisant anormalement les PAC et biomasse.



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