Quelques éclaircissements sur le fonctionnement d’un chauffe-eau solaire

Faire chauffer de l’eau en utilisant la lumière du soleil : le principe du chauffe-eau solaire paraît pour le moins basique. Néanmoins, je ne crois pas qu’une présentation rapide de ses composants et de son fonctionnement soit inutile pour tous. Voici donc un rapide exposé du fonctionnement d'un chauffe-eau solaire, qui permet d’alimenter un foyer en eau chaude grâce à l’utilisation de la plus importante source d’énergie sur Terre : le soleil.

Au commencement est donc… la lumière du soleil, qu’il va d’abord s’agir de capter et transformer en chaleur. C’est le rôle du capteur solaire, situé dans la majorité des cas sur le toit de l’habitation concernée (ils peuvent également être situés sur les murs extérieurs de l’habitation, comme dans le cas des chauffe-eau hybrides de Tokyo Gas, cf. article du 29 septembre).

Le capteur se compose de 2 éléments :

- Un absorbeur, qui consiste en un ensemble de tubes métalliques. Ceux-ci sont noirs afin d’absorber davantage de lumière.

-  L’absorbeur se situe dans un coffre. Sa face supérieure est vitrée, et il est isolé thermiquement de façon à fonctionner comme une serre, retenant 95% des rayons). Ainsi 4m2 de capteurs orientés au sud sur un toit incliné à 45° permettent de chauffer jusqu’à 300m3 d’eau chaude en été (bien entendu, ce chiffre varie avec l’ensoleillement de la région…).

La lumière du soleil fait chauffer les tubes de l’absorbeur : encore faut-il la transporter. Ce transport est assuré par la circulation d’un liquide caloporteur (également appelé liquide primaire) constitué d’eau et d’antigel dans le circuit primaire. Il s’agit d’un réseau de tubes isolés thermiquement pour éviter les pertes de chaleur et qui passe par l’absorbeur où le liquide se réchauffe.

Le circuit primaire passe également par le ballon d’eau chaude solaire, lui aussi isolé, où s’opère le transfert de la chaleur du liquide calorifique vers l’eau.

Ce transfert est réalisé au moyen d’un échangeur thermique : grossièrement, le tube du circuit primaire est enroulé en forme de serpentin à l’intérieur du ballon d’eau chaude, de manière à augmenter la surface de contact entre le tube et l’eau et, ainsi, transférer la chaleur du liquide primaire à l’eau du ballon, lieu de stockage de l’eau chaude.

Refroidi, le liquide primaire repart alors vers le capteur pour y être réchauffé à nouveau et recommencer le cycle… Pour cela, il est nécessaire de faire circuler le liquide primaire. La mise en mouvement du liquide est assurée par une pompe électrique appelée circulateur. Celle-ci est reliée à un régulateur qui l’active et la désactive. Ce régulateur est lui-même lié à deux sondes de température : l’une située au niveau du ballon, l’autre au niveau du capteur. Le régulateur met la pompe en fonction dès l’instant où la sonde située au niveau du ballon indique une température inférieure à celle située sur le capteur, et l’arrête dès que l’inverse se produit.

Toutefois, il est possible de ne pas utiliser de pompe : on parlera alors de système à circulation naturelle, par opposition à un système à circulation forcée, c’est-à-dire muni d’une pompe. Dans ce cas, il est impératif que le ballon soit situé plus haut que le capteur : tant que le liquide est plus chaud que l’eau du ballon, sa densité est moindre et il s’élève donc vers le ballon où il réchauffe l’eau (il s’agit du principe de thermocirculation). Dès l’instant où le liquide est plus froid que l’eau, la circulation s’arrête. 

Tout cela n’irait pas sans un petit bémol : nous sommes en novembre, l’hiver approche et les jours raccourcissent… Sans compter le fait que chacun d’entre nous ne bénéficie pas nécessairement du degré d’ensoleillement de la région PACA… Le solaire thermique, pour toutes ses qualités, est une source d’énergie intermittente, défaut qu’il est nécessaire de pallier sous peine de nombreux désagréments. Dans ce but, plusieurs options sont envisageables :

-         l’adjonction d’une résistance électrique au ballon d’eau chaude

-         l’adjonction d’un second échangeur thermique relié à une chaudière traditionnelle (gaz, fioul…)

-         ainsi, bien sûr, que l'installation d'n ballon d'appoint raccordé à une chaudière ou muni d'une résistance électrique.

Pourquoi les chauffages solaires de piscine sont tellement rentables ?

L'économie de chauffage de piscine est extrêmement positive pour un certain nombre de raisons clé. D'abord, vous vraiment n'avez pas besoin de lever la température d'eau très beaucoup pour faire une grande différence dans le niveau de confort. Juste avant ou juste après votre saison nageant typique, l'eau dans votre piscine pourrait être quelque part entre soixante-cinq et soixante-dix degrés Fahrenheit. Si cette température d'eau peut être levée ainsi peu que huit à dix degrés, il peut étendre la saison nageant depuis quelques mois. Comparez cela à cinquante à soixante pour degrés augmentation nécessaire pour chauffer l'eau dans votre maison.

À cause de la beaucoup plus petite différentielle impliquée dans le chauffage de piscine, les collectionneurs solaires très efficaces peuvent être utilisés. Une des raisons ces collectionneurs sont si efficaces est à cause des températures relativement basses impliquées. Les scientifiques savent déjà que les collectionneurs solaires plus chauds arrivent, plus d'énergie ils perdent à dehors, en réduisant sur leur efficacité. Mais collecteurs solaire de piscine ne vous chauds, donc ne fonctionne efficacement et garder plus de chaleur pour le système.

Les équipements de chauffage solaire de piscine est beaucoup plus simple, aussi. Vous n'avez pas besoin d'un réservoir de stockage comme de l'eau de chauffage de votre maison; la piscine elle-même sert de système de stockage. Et dans la plupart des cas, la pompe de filtration des piscines existantes peut également être utilisé pour pomper l'eau dans les capteurs solaires, réduisant la nécessité pour l'équipement mécanique supplémentaire.

Vous devez également garder à l'esprit que l'utilisation de la plupart des piscines prend place pendant la journée, quand le soleil brille. Vous n'avez pas un système de secours étant donné que l'eau reste suffisamment chaude pour utilisation cette nuit-là et ensuite être à nouveau le lendemain.

De toute évidence, la principale raison pour laquelle les collecteurs de piscine solaire sont aussi économique en raison de la cherté des carburants alternatifs. Parce que le chauffage d'une piscine est un luxe, pas aussi essentiel que l'eau de chauffage pour foyer intérieur-utilisation du coût du carburant pour le chauffage de la piscine est strictement un ajout supplémentaire pour le budget familial. La chaleur solaire est absolument gratuit.

Profiter de votre piscine plusieurs mois de plus chaque année.

"Vous avez une piscine dans votre jardin ?”

Si oui, alors vous devriez vraiment prendre avantage de l'utilisation économiquement la plus attrayante de l'énergie solaire disponible aujourd'hui. Le chauffage piscine solaire peut prolonger votre saison de baignade plusieurs mois chaque année et font que l'investissement dans votre piscine à payer encore plus avec l'utilisation et la jouissance. Plus de 300 000 systèmes de chauffage de piscine solaire ont été installés aux Etats-Unis, fournissant le chauffage de piscines résidentielles et commerciales dans tout le pays.

Souvenez-vous comment vous vous êtes sentis quand vous avez décidé de faire construire cette piscine, ou quand vous avez bougé dans la maison qui avait déjà une piscine ? Vous avez sans doute imaginé beaucoup de mois agréables de la famille nageant ensemble et de prélasser autour de la piscine. Les fêtes de baignade du soir. Les gamins et leurs amis passant des après-midi à l'extérieur de votre maison. Le grand exercice et les avantages physiques de natation.

Mais en réalité, vous avez probablement appris cette première année ce que la plupart des propriétaires de piscine autour des Etats-Unis savaient déjà : la saison de baignade est en fait très courte, limitée à la période estivale dans la plupart des pays. Cycle de température de la piscine varie avec le climat et la géographie afin qu'un trois à quatre mois de natation saison est assez typique, même dans de nombreux États du Sud. Pendant le reste de l'année, cette piscine se trouve juste là-bas, un rappel de la façon dont vous avez réellement peu utilisé quand vous aviez la chance.

Bien sûr, les chauffages à combustibles fossiles sont disponibles pour les piscines, et beaucoup d'entre eux étaient très populaires, jusqu'à ce que la crise énergétique des années 1970 tourné ciel de prix de carburant élevé, forçant de nombreux propriétaires de piscine à déconnecter ou supprimer leurs appareils de chauffage. Aujourd'hui, le coût annuel du chauffage d'une piscine avec des appareils de chauffage au propane, mazout ou électricité peut facilement varier de $1100. Pour plus de $3200. quelques mois plus de temps de natation. C'est pour cela que l'utilisation devenant plus rapide d'énergie solaire dans les Etats-Unis est aujourd'hui pour chauffer des piscines. Pendant que le système moyen coûte environ $4500 ., les économies significatives sur le prix d'utiliser les combustibles conventionnels pour chauffer la piscine rembourseront cet investissement dans seulement environ 3 ans. Comptant sur où vous vivez dans les Etats-Unis, le chauffage de piscine solaire étendra votre saison nageant de deux à quatre mois, en vous permettant d'utiliser votre piscine de n'importe où de cinq à huit mois (ou plus) chaque année, dans la plupart des régions du pays.