Le Chauffage Thermodynamique Solaire : L’Avenir de l’Eau Chaude
Une nouvelle technologie appelée Chauffage Thermodynamique Solaire est en pleine développement comme une méthode durable pour chauffer l’eau. Cela peut sembler compliqué, mais c’est en réalité un processus simple et économe en énergie pour chauffer l’eau domestique en utilisant l’énergie propre, naturelle et gratuite de l’environnement environnant.
Contrairement aux panneaux solaires conventionnels à panneaux plats, les systèmes de chauffage thermodynamique solaire ne nécessitent pas de lumière directe du soleil et peuvent produire de la chaleur quel que soit les conditions météorologiques, qu’il s’agisse de soleil, de pluie, de nuages ou de nuit, 365 jours par an. Les panneaux thermodynamiques solaires peuvent même générer de la chaleur et de l’eau chaude dans la neige – bien que cela prenne un peu plus de temps pour chauffer l’eau.
Alors, comment fonctionnent ces panneaux de chauffage thermodynamique solaire ? Les systèmes conventionnels de chauffage solaire circulent l’eau à travers des panneaux en verre appelés collecteurs pour capter la chaleur du soleil. Bien que ces systèmes de chauffage solaire soient très efficaces pour de nombreux propriétaires, ils sont par leur conception inefficaces à basse température car leur utilisation est directement liée au climat et à leur exposition au soleil. De plus, ils sont limités en heures de fonctionnement car ils ne fonctionnent pas du tout pendant les heures d’obscurité, y compris les derniers collecteurs à tubes évacués.
Qu’est-ce que le Chauffage Thermodynamique Solaire
Comme son nom l’indique, le “Chauffage Thermodynamique Solaire” fonctionne sur le principe de la thermodynamique, qui vient du mot grec signifiant “mouvement de la chaleur”, et les lois de la thermodynamique déclarent que l’énergie ne peut ni être créée ni détruite, elle ne peut que changer d’une forme à une autre. Ainsi, l’énergie sous forme de chaleur peut être transférée entre deux corps différents (ou un corps et son environnement) en vertu d’une différence de température.
Autrement dit, une interaction d’énergie thermique n’a lieu que s’il existe une différence de température. Il en découle qu’il ne peut y avoir de transfert de chaleur entre deux systèmes qui sont à la même température.
Par exemple, le liquide contenu dans une canette de boisson gazeuse froide finira par se réchauffer à la même température que la pièce. Ceci est le résultat d’un transfert de chaleur de la pièce à la boisson à travers la canette en aluminium par un processus de conduction.
Il en va de même avec l’énergie solaire thermodynamique qui repose sur le principe simple de capturer et d’échanger de l’énergie. Dans ce cas, il s’agit de chaleur en utilisant un réfrigérant écologique spécial au lieu de l’eau.
Comment cela fonctionne-t-il ?
Des panneaux solaires thermiques hautement efficaces, qui sont en fait un croisement entre un panneau thermique solaire et une pompe à chaleur aérothermique, sont utilisés pour capter la chaleur environnante qui est ensuite utilisée pour chauffer l’eau pour le chauffage central ou pour l’eau chaude domestique de votre maison.
Fonctionnant comme un réfrigérateur à l’envers, un réfrigérant écologique avec de bonnes propriétés thermodynamiques, tel qu’un mélange R-407, est pompé à travers l’absorbeur thermique, appelé collecteur, en tant que liquide pressurisé froid. En circulant à l’intérieur du collecteur, il absorbe l’énergie thermique de l’atmosphère environnante qui a réchauffé la plaque du collecteur, et à mesure que la température du liquide réfrigérant augmente, il se vaporise, transformant le liquide réfrigérant en gaz.
Lorsque le gaz quitte la plaque du collecteur, il est très chaud, mais le gaz passe à travers un compresseur et est encore chauffé par l’action du compresseur, tout comme dans une pompe à chaleur. En circulant dans le système, le gaz chaud passe à travers un échangeur de chaleur, appelé bloc thermodynamique, à l’intérieur du cylindre d’eau où la chaleur est transférée à l’eau via l’échangeur de chaleur.
À mesure que le gaz transfère sa chaleur à l’eau, il se refroidit, revenant à un état liquide et retourne au panneau solaire où le processus se répète. Ainsi, le cycle du réfrigérant est d’entrer dans le collecteur solaire sous forme de liquide froid et de sortir sous forme de gaz, de passer par un compresseur pour concentrer la chaleur et la pression dans le gaz, comme dans une pompe à chaleur, puis de le faire passer à travers un échangeur de chaleur qui extrait la chaleur pour chauffer l’eau pendant que le réfrigérant revient à un liquide.
En général, le réfrigérant est continuellement circulé avec l’aide de la pompe du compresseur et d’une source électrique externe pour maintenir la différence de température presque constante durant à la fois l’absorption de chaleur (évaporation) et le relâchement (condensation), ce qui contribue à améliorer l’efficacité du système.
Utiliser un gaz réfrigérant dans les collecteurs solaires au lieu de l’eau est le secret du succès du système de chauffage thermodynamique solaire. La théorie est que cela rend le système plus efficace que les panneaux solaires thermiques traditionnels, particulièrement lorsqu’il n’y a pas de lumière directe du soleil, permettant une efficacité bien plus élevée à une température ambiante beaucoup plus basse que celle des panneaux solaires remplis d’eau.
Mais le plus grand avantage d’un système de chauffage thermodynamique solaire est qu’à la différence des unités de stockage de collecteur intégral traditionnelles qui doivent être montées sur un toit dans une ligne de visée directe de l’énergie solaire, les collecteurs solaires thermodynamiques peuvent être montés n’importe où, verticalement ou horizontalement, à l’ombre ou au soleil, car c’est la température ambiante environnante dont ils ont besoin, et non la lumière directe du soleil. De plus, comme les collecteurs solaires thermodynamiques sont remplis de gaz réfrigérant et non d’eau, ils pèsent aussi beaucoup moins.
Avec la capacité de produire de l’eau chaude à des températures allant jusqu’à 50oC à l’ombre avec une très haute efficacité et une faible consommation d’énergie, les systèmes de chauffage hydraulique solaire sont désormais utilisés pour le chauffage par le sol et les systèmes de radiateurs dans de nombreuses nouvelles habitations, car ils sont capables d’extraire suffisamment de chaleur de l’atmosphère pour chauffer un bâtiment à une température confortable même durant les journées les plus froides de l’hiver. Les panneaux solaires thermodynamiques peuvent même être utilisés pour chauffer votre piscine tout au long de l’année.
Résumé du Tutoriel
Le chauffage thermodynamique solaire est une nouvelle et passionnante façon de produire de l’eau chaude propre et gratuite sans avoir besoin de panneaux solaires plats durs, encombrants ou lourds montés sur le toit qui peuvent geler en hiver. Les panneaux de chauffage thermodynamique solaire gagnent en popularité aujourd’hui, car de nombreuses personnes font un effort concerté pour adopter un mode de vie “écologique” afin d’économiser de l’argent et de protéger l’environnement.
Ces systèmes de chauffage solaire thermique sont une utilisation importante de l’énergie solaire, et l’installation de ce type de système de chauffage permet aux personnes vivant dans des climats nordiques plus froids de bénéficier de l’énergie contenue dans l’air ambiant extérieur tout au long de l’année. Une révolution énergétique est en cours dans la manière dont nous chauffons notre eau, et le chauffage thermodynamique solaire devient un acteur majeur grâce à son système de pompe à chaleur spécial et à son design simple.
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