Climatisation Solaire

C’est l’objectif et le rêve de beaucoup de chercheurs et d’industriels. Grâce au soleil et à la cogénération au travers notamment des usines de traitement des déchets ménagers, aider à chauffer l’hiver et à climatiser l’été au travers des réseaux de chaleur desservant notamment l’habitat social. C’est le sens du projet européen “Summerheat”. 

 
Les aspects techniques

Selon l’ADEME, il existe deux grandes familles : les systèmes dits “fermés” et les systèmes “ouverts”. Alors que les systèmes fermés produisent, grâce aux machines à sorption, de l’eau glacée qui est ensuite utilisée pour le refroidissement ou la déshumidification de l’air, les systèmes ouverts refroidissent directement l’air (système DEC). Contrairement à la climatisation électrique traditionnelle qui produit du froid en comprimant un fluide, dans les machines à sorption, la compression mécanique est remplacée par une compression thermique. Ces systèmes utilisent également un fluide frigorigène et ses changements de phase (liquide/ vapeur) grâce à un apport de chaleur. Le fluide frigorigène est dans ce cas de l’eau additionnée d’un second composant. Si ce dernier est un liquide, on parle alors d’absorbant et de machine à absorption, si c’est un solide poreux, on parle alors d’adsorbant et de machine à adsortion.

L’absorption

Dans les machines frigorifiques à absorption utilisées en climatisation, la substance absorbante est généralement le bromure de lithium (LiBr), le fluide réfrigérant, de l’eau. Le couple ammoniac/eau peut également être utilisé. Ce type de machine permet de refroidir de l’eau jusqu’à 7°C environ. La température de l’eau utilisée pour la décomposition de l’eau et de l’absorbant doit être comprise entre 80 et 120°C.

 

L’adsorption

Pour les machines à adsorption, le gel de silicium fait le plus souvent office d’adsorbant. La machine est composée de deux compartiments. L’eau chaude dont la température doit être comprise entre 65 à 80°C permet au fluide réfrigérant de se vaporiser et de se séparer de l’adsorbant dans le premier compartiment avant de rentrer dans le cycle classique condenseur (condenser)/détenteur/évaporation et de s’adsorber dans le second compartiment. Au fur et à mesure, le premier compartiment se vide de fluide frigorigène tandis que le second se remplit. Il suffit ensuite d’inverser le phénomène et ainsi de suite. Une machine frigorifique est énergétiquement efficace si elle demande peu d’énergie pour fournir une puissance frigorifique donnée. On évalue son efficacité par le calcul du coefficient de performance (COP) : rapport entre la puissance frigorifique produite et la puissance fournie au compresseur. Dans le cas d’une machine frigorifique traditionnelle, la puissance fournie est électrique. Le COP d’une telle machine peut atteindre la valeur de 3 voire plus. Dans le cas d’une machine frigorifique à absorption, le COP thermique tourne autour de 0,7 ; celui d’une machine à adsorption varie entre 0,5 et O,6. Alors quel est l’intérêt d’un tel système ? La répon-se est simple : tout d’abord l’absence de compresseur mécanique, donc de vibrations et de bruits. De fait ces machines demandent un entretien limité et présentent une grande longévité. Le second avantage vient de la possibilité de valoriser une énergie calorifique disponible gratuite (solaire) et d’éviter ainsi la consommation électrique d’un compresseur.

Apport du solaire

A l’heure actuelle, les systèmes fermés représentent la majorité des installations existantes de rafraîchissement solaire, avec une part prépondérante pour les systèmes à absorption (60 % environ des installations). De manière générale, les installations solaires de production de froid sont composées des éléments suivants : un champ de capteurs solaires et son circuit primaire, un échangeur et un circuit secondaire qui alimente la machine à froid, une machine à absorption ou à adsorption ou un système DEC et un système de régulation général. Des ballons d’eau supplémentaires et des systèmes d’appoint en chaleur peuvent être installés pour servir de stockage et assurer la production de froid en dehors des périodes d’ensoleillement. Autant la climatisation solaire est une utilisation optimale de l’énergie solaire sur une base de temps annuelle, contrairement au chauffage solaire, puisque les besoins sont en phase avec la ressource solaire, autant ceci n’est pas vrai à l’échelle quotidienne. Les besoins peuvent être décalés par rapport à l’ensoleillement ou inexistant (locaux non occupés) et le ballon tampon permet de stocker l’énergie fournie par les capteurs pour l’utiliser le moment voulu.

Avis d’écologiste

Les coûts d’énergie représentant un poste de plus en plus important, les énergies renouvelables retrouvent tout leur intérêt. Cela fait déjà plusieurs années que les caves de Thuir, utilisent le solaire pour climatiser leurs chais. Si l’apport du solaire est encore réservé à l’industrie, c’est un système qui devrait se retrouver dans l’habitat traditionnel dans les années à venir au travers du développement de ces techniques et surtout des baisses de coût. Le développement des panneaux solaires à tube sous vide qui permettent de monter en température sont tout à fait adaptés à ces technologies du froid et constituent un sérieux espoir pour l’avenir couvrant les besoins de climatisation l’été et les besoins eau chaude sanitaire toute l’année.



UN COMMENTAIRE SUR Climatisation Solaire

  1. moutchi dit :

    parfait

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