Système de chauffe-eau solaire

Beaucoup de gens pensent que la pompe à chaleur n'est pas un véritable système alimenté « solaire » car elle n'utilise pas de capteurs. Ces gens ont tort ! Les systèmes de pompes à chaleur n'ont pas besoin de capteurs solaires car ils utilisent un type d'énergie solaire différent. Là où les systèmes de chauffe-eau solaires « conventionnels » ont besoin de la lumière du soleil pour chauffer l’eau, les pompes à chaleur extraient la chaleur solaire de l’air qui nous entoure et utilisent cette chaleur pour augmenter la température de l’eau. Bien qu'il semble peu probable qu'il y ait suffisamment de chaleur dans l'air ambiant – même un jour d'hiver – pour chauffer votre eau jusqu'à ébullition !
Les systèmes de pompe à chaleur utilisent de l'électricité pour éliminer la chaleur de l'air et la transférer à votre eau (ce sont essentiellement des climatiseurs en « mode chauffage »), mais ils utilisent environ 75 % d'électricité en moins pour chauffer votre eau de cette manière – par rapport aux systèmes de pompe à chaleur. un chauffe-eau électrique classique.
Voici un système de pompe à chaleur typique – vous pouvez voir les similitudes avec un climatiseur !

Ce type de système est le plus répandu au Japon, en Israël et en Australie, qui disposent d'une base installée de millions de systèmes résidentiels et commerciaux au cours des 30 dernières années. Tout comme le système ICS, le système à thermosiphon élimine le système de circulation et de contrôle.
Cependant, la circulation est assurée par le principe du thermosiphon : le ballon d'eau chaude est situé plus haut que le capteur solaire et le débit de circulation est induit lorsque l'eau la plus froide du fond du ballon tombe par gravité à travers une conduite de circulation dans le fond du ballon. panneau collecteur solaire, où il est chauffé et monte. L'eau chauffée dans le panneau solaire monte dans une conduite de circulation jusqu'à un point haut dans le réservoir de stockage d'eau.

Les systèmes de drainage comportent quelques composants supplémentaires, mais sont spécifiquement conçus pour assurer un fonctionnement sans faille dans les climats avec des gels fréquents pendant les hivers les plus froids. Le capteur solaire et le système de contrôle sont les mêmes que le système à circulation directe. Cependant, une solution antigel circule à travers le capteur solaire et retourne dans un échangeur de chaleur dans le ballon de stockage d'eau chaude. L'ajout d'un échangeur de chaleur augmente le coût du système et crée un certain degré de perte d'énergie par transfert de chaleur. Ceci, combiné au fait que ces systèmes sont généralement installés à des latitudes plus élevées, où le rayonnement solaire entrant est réduit, rend l'eau solaire indirecte chauffage moins viable que son cousin à circulation directe.
Comme le système direct, un système de contrôle électronique compare la température d'un capteur situé au niveau du capteur solaire avec la température d'un capteur situé au fond du ballon d'eau chaude (là où se trouve l'eau la plus froide). Lorsque la température du capteur solaire est plus chaude que l'eau au fond du réservoir d'une différence prédéterminée (quatre degrés, par exemple), la commande électronique met en marche une petite pompe. Cependant, dans le système de drainage, le fluide circule à travers le capteur solaire. est séparée de l'eau potable dans le ballon d'eau chaude.
De l'eau ou une solution de glycol circule à travers le capteur solaire et un réservoir de vidange. Lorsque la pompe s'arrête, le fluide contenu dans le capteur solaire « s'écoule » vers le réservoir de vidange, laissant le capteur solaire vide lorsqu'aucun fluide ne circule à travers lui. Une deuxième pompe de circulation fait circuler l'eau potable du réservoir de stockage d'eau chaude à travers un échangeur de chaleur dans le réservoir de vidange.

Les systèmes de stockage à capteur intégré, également appelés chauffe-eau solaires « par lots », combinent le réservoir de stockage d'eau chaude et la surface du capteur solaire en un seul composant, éliminant ainsi le besoin de pompes de circulation ou de systèmes de contrôle automatique. Dans sa mise en œuvre la plus simple, un réservoir de stockage d’eau peint en noir et exposé au soleil est un système ICS rudimentaire.
Ce type de système fonctionne mieux comme préchauffeur pour un chauffe-eau conventionnel ou sans réservoir. La conduite d'eau froide qui alimente le chauffe-eau conventionnel est détournée et envoyée en premier via le module solaire ICS. La circulation est assurée par la pression du réseau électrique. En d’autres termes, lorsque l’eau chaude est extraite du chauffe-eau conventionnel pour être utilisée, le réservoir de stockage est rempli d’eau chauffée à l’énergie solaire au lieu d’eau froide. Cela permet au chauffage électrique ou à gaz de fonctionner beaucoup moins.

Également appelé système « actif » ou « en boucle ouverte », il s'agit du type de système le plus souvent installé dans les régions centrales et méridionales de la Floride, ainsi que dans d'autres climats de ceinture solaire sans gel aux États-Unis.
Dans le système direct, un système de contrôle électronique compare la température d'un capteur situé au niveau du capteur solaire avec la température d'un capteur situé au fond du ballon de stockage d'eau chaude (là où se trouve l'eau la plus froide). Lorsque la température du capteur solaire est plus chaude que l'eau au fond du réservoir d'une différence prédéterminée (quatre degrés, par exemple), la commande électronique met en marche une petite pompe qui aspire l'eau froide du fond du réservoir de stockage d'eau chaude. et le fait circuler à travers le capteur solaire. L'eau chauffée à l'énergie solaire est renvoyée vers le haut du réservoir.
La pompe de circulation est très petite et consomme généralement à peu près la même quantité d'électricité qu'une ampoule de 100- watts. Une autre version de ce système utilise un petit panneau photovoltaïque (solaire électrique) pour faire fonctionner une pompe de circulation à courant continu (CC).