Problèmatique:    Le système sous pression

Le plus courant  est le système sous pression, car historiquement les premières installations solaires étaient inspirées par les circuits de chauffage des maisons et leurs radiateurs. Cette configuration nécessite que le circuit d’eau soit parfaitement étanche  et qu’aucune bulle d’air n’y soit emprisonnées. Si de l’air est présent dans le circuit, la pompe de circulation se désamorce.

Le circuit doit être totalement rempli d’eau, car si l’eau stagne dans le capteur parce que la pompe ne fonctionne plus, le liquide part en ébullition et crée une importante pression dans les tuyauteries, d’où risque d’explosion.

Il en va de même si l’installation est mal dimensionnée, la surchauffe va faire éclater les tuyaux et tout tombe en panne. Ainsi que lorsque vous partez en vacances durant quelques jours de grand soleil ou que l’eau chaude solaire produite ne soit pas consommée,  pour que tout parte en surchauffe, c’est donc le type d’installation à éviter.

Malheureusement, par ignorance ou pour des questions d’économies mal placées, beaucoup d’installations utilisent ce système sous pression et pour éviter la surchauffe, sont donc largement sous-dimensionnées.

C’est particulièrement dommage car l’on perd sans autre 25 à 30% d’énergie  par rapport au drainage gravitaire.

Génial:        Le système à drainage gravitaire

Le système à drainage gravitaire utilise aussi un circuit d’eau parfaitement étanche,

mais par contre il travaille en présence d’air qui est emprisonnée dans ce circuit.

Le circuit est partiellement rempli d’eau et on utilise des pompes qui ne se désamorcent pas avec l’air.

Tant que la pompe de circulation fonctionne, l’air va être piégée dans un ballon de drainage (ou un échangeur solaire du boiler) et la chaleur produite par le soleil est directement captée.

Si le soleil décline ou si le ballon de stockage est complètement chargé d’eau chaude, la régulation arrête simplement la pompe. Grâce à son propre poids, l’eau contenue dans les tuyaux redescend dans le ballon de drainage qui se trouve dans la chaufferie et l’air emprisonnée dans le système, remonte vers les capteurs.

En somme, les capteurs se vident par gravité , d’ou le nom donné à ce type d’installation!  Le soleil peut briller des semaines entières  sans qu’aucune  surchauffe ne puisse se produire. L’installation et en mode sécurité et tout le système reste en stand by.

Dès que la température du ballon diminue et que le soleil est présent, l’installation se remet en route automatiquement et pousse l’eau vers les capteurs tout en envoyant l’air dans son réservoir de drainage, situé en bas.Le captage de la chaleur recommence, et ainsi de suite,  sans surchauffe.

Le système de drainage gravitaire hermétique est auto contrôlé et permet non seulement de mettre plus de capteurs solaires (et ainsi récolter plus de chaleur), mais permet aussi de simplifier l’installation tout en augmentant sa fiabilité et sa sécurité.

Grâce à ce système, pas de risques d’arrêt ou d’explosion dû à la surchauffe et ceci quelque soit le nombre de capteurs installés !!!

Deux modes de fonctionnement sont utilisés:

les installations  « sous pression »                               et                           les installations « à drainage gravitaire»

 Quelles différences ?

Le chauffe-eau solaire est la principale utilisation des panneaux solaires thermiques du fait de sa rentabilité et de la faible évolution saisonnière des besoins d'eau chaude, souvent aussi important en été qu'en hiver. Les économies procurées permettent d'amortir l'installation bien avant sa fin de vie qui va bien au delà de 30 ans.

L'énergie solaire captée dans la journée est stockée sous forme d'eau chaude dans un ballon de quelques centaines de litres (pour une maison).

En augmentant le nombre de capteurs et le volume de stockage vous pouvez avoir une autonomie de plusieurs jours, de même , toute l’énergie dépassant celle nécessaire au chauffage de l’eau chaude sanitaire pourra être utilisée pour participer au chauffage de votre maison.

Chaque kWh solaire est gratuit et plus vous en récoltez, plus vous diminuez la facture de chauffage de la maison.

En été, cela est possible avec une surface de capteurs entre 1 et 2 m² par personne et un volume du ballon de l'ordre de  80 à 100 litres par utilisateur.

Afin de compenser les insuffisances d'ensoleillement, un appoint est nécessaire, on utilise dans la plus part des cas, une résistance électrique raccordée au réseau, avec une régulation adaptée. Dans la mise en place d’installations plus importantes, il est possible de chauffer une maison  en basse température et associer cette installation  à une pompe à chaleur de dimension appropriée. C’est actuellement la meilleure solution et la plus écologique  si elle est combinée à une bonne isolation du bâtiment.

Capteur tube sous vide avec Caloduc

Un capteur solaire thermique est composé d’une plaque absorbeur avec un  tuyau en forme de serpentin à l’arrère, le tout inséré dans un boîtier qui fait  effet de serre.  

L’absorbeur est l’élément « actif » du capteur  puisqu’’il va se charger de  récupérer la chaleur du soleil  et de la transmettre à un circuit d’eau  pour la stocker dans un ballon d’eau appelé aussi boiler.

Trois  modèles existent:   les capteurs plans  vitrés, les capteurs plans non vitrés et les capteurs sous vide.

Les capteurs plans vitrés  ont en général une forme rectangulaire et l’absorbeur  sélectif est protégé derrière une vitre spéciale anti reflet.

Les capteurs plans non vitrés ne sont formés que d’une tôle traitée pour absorber la chaleur et ne sont pas protégés des attaques environnementales. Ces capteurs ont les plus mauvais rendement car le vent occasionne beaucoup de perte sur ce type de capteurs et ils sont moins subventionnés que les autres.

Capteur plan sélectif vitré

Capteur  à tubes sous vide de 15 tubes chacun

Les capteurs sous vide sont constitués d’un tube double paroi en verre spécial  entre lesquels on aura fait un vide d’air (un peu  comme un thermos  très allongé). L’absorbeur est placé au centre du tube en verre,  dans un environnement très bien isolé et il capte l’énergie thermique via un tuyau  transporteur d’énergie Il s’agit soit d’un tuyau en cuivre  en forme de « U » fixé à l’absorbeur  et dans lequel circule de l’eau avec un antigel haute température, cette chaleur sera  ensuite transmise au boiler de stockage.

Une autre construction de capteurs sous vide tel que ceux que nous proposons, est constitué d’un élément de transport d’énergie à haute performance  appelé Caloduc ( Heat Pipe en anglais).

Cet élément permet d’atteindre des  performances exceptionnelles tout en permettant l’échange de chaque élément  du capteur séparément sans avoir à vider l’installation complète.