Climatisation solaire

A. Qu’appelle-t-on climatisation solaire ?

Les groupes au gaz nécessitent une source chaude pour produire de l’eau glacée. Or, si cette source d’eau chaude provient de capteurs solaires, le groupe frigorifique utilisera en priorité l’énergie solaire pour fonctionner. Les besoins de climatisation étant plus forts quand il y a de l’ensoleillement, ce concept de climatisation solaire donne d’excellents résultats économiques et écologiques.

B. Quel type de climatisation solaire existe-t-il ?

Il faut savoir qu’il existe trois types de climatisation solaire, la machine à absorption, la machine à adsorption et la machine à dessiccation.

C. Comment fonctionne une climatisation solaire ?

L’expression « climatisation solaire » désigne l’ensemble des moyens de climatiser en utilisant comme ressource énergétique primaire la chaleur du soleil. Ce mode de climatisation qui peut se substituer à l’utilisation de ressources fossiles présente comme principal intérêt de pouvoir fournir le plus de froid quand il fait le plus chaud, ce qui correspond généralement aux périodes où le soleil est le plus disponible.

D. Qu’est ce qu’une machine à absorption ?

La machine à absorption en cycle fermée utilise une solution d’eau et de bromure de lithium. La compression thermique est obtenue en utilisant un couple réfrigérant/liquide absorbant, et une source de chaleur qui remplace la consommation électrique du compresseur mécanique et c’est grâce à des capteurs solaires sous vide posés en toiture que la chaleur est produite. La plupart des systèmes utilisent une pompe à solution, très faiblement consommatrice d’électricité.

La climatisation solaire est composée :

D’un désorbeur, qui a pour rôle de vaporiser le fluide caloporteur.

• D’un condenseur, qui a pour rôle de condenser le fluide caloporteur en état vapeur à l’état liquide.
• D’un détendeur, qui à pour rôle de diminuer la température et la pression du fluide.
• D’un évaporateur, qui sert à échanger de la chaleur entre l’air chaud et le fluide s’évaporant, en créant du froid.
• D’un absorbeur, qui sert à absorber le réfrigérant et
• D’une pompe, qui sert ramener le couple réfrigérant/absorbant dans le désorbeur.

E. Qu’est ce qu’une machine à adsorption ?

Ici, au lieu d’une solution liquide, un matériau solide (un adsorbant) est utilisé. Les systèmes disponibles sur le marché utilisent l’eau comme réfrigérant et le silica-gel comme adsorbant. La machine comprend deux compartiments remplis d’adsorbant, un évaporateur et un condenseur. L’adsorbant du premier compartiment est régénéré par chauffage (eau chaude solaire), la vapeur d’eau ainsi générée étant envoyée dans le condenseur où elle se condense. L’eau liquide, via une vanne de détente, est envoyée à basse pression dans l’évaporateur où elle s’évapore (phase de « production de froid »). L’adsorbant maintient la basse pression en adsorbant cette vapeur d’eau. Ce compartiment doit être refroidi pour entretenir le processus d’adsorption. Lorsque la « production de froid » diminue (saturation de l’adsorbant en vapeur d’eau), les fonctions des deux compartiments sont permutées par ouverture et fermeture de clapets. Actuellement, seuls quelques fabricants proposent ce type de machines à adsorption.

F. Qu’est ce qu’une machine à dessiccation ?

Les systèmes à dessiccation sont des systèmes ouverts utilisant l’eau, en contact direct avec l’air, comme réfrigérant.Le cycle de rafraîchissement est une combinaison de rafraîchissement évaporatif avec une déshumidification par un matériau hygroscopique, qui peut être aussi bien liquide que solide. Le terme « ouvert » signifie que le réfrigérant est évacué du système après qu’il ait produit son effet refroidissant, et qu’une nouvelle quantité de réfrigérant doit être injectée, le tout dans une boucle ouverte. Seule l’eau peut être utilisée comme réfrigérant puisqu’elle est en contact direct avec l’air ambiant. La technologie la plus courante aujourd’hui utilise des roues à dessiccation rotatives, avec du silica-gel ou du chlorure de lithium comme matériau de sorption. Les principaux composants du système sont les suivants : Le procédé de base permettant le conditionnement d’air est le suivant : L’air entrant, chaud et humide, traverse une roue à dessiccation en rotation lente, et est donc déshumidifié. L’air étant réchauffé par le phénomène d’adsorption, un premier refroidissement est obtenu au travers d’un échangeur thermique (roue métallique en nid d’abeilles, en rotation. L’air est ensuite humidifié, et donc refroidi, dans un humidificateur, permettant d’ajuster le niveau d’humidité et de température souhaité pour l’air neuf. L’air repris dans la pièce est humidifié pratiquement jusqu’au point de saturation (6-7), pour bénéficier au maximum du potentiel de refroidissement dans l’échangeur thermique. Enfin, la roue à dessiccation doit être régénérée, en utilisant de la chaleur à un niveau de température relativement faible (50 °à 75 °C), permettant ainsi de poursuivre le processus continu de déshumidification.

A-t-on de l’aide pour une installation de climatisation solaire ?

A ce jour, il n’existe pas d’aide pour l’installation d’une climatisation solaire.

H. Quelle est son impact sur l’environnement ?

La climatisation solaire à absorption supprime la quasi-totalité des nuisances dues aux techniques de climatisation conventionnelles :

La source d’énergie est le soleil, donc sans rejet.

La consommation électrique des auxiliaires est plus de vingt fois inférieure à celle du compresseur remplacé.

Les fluides frigorigènes employés sont totalement inoffensifs, à la différence des fluides de type HCFC (HydroCloroFluoroCarbure) utilisés dans les systèmes conventionnels.

Les sources de bruit les plus importantes (moteur et compresseur) sont totalement supprimées.

L’absence de pièces mécaniques en mouvement conduit en conséquence à une durée de vie nettement plus longue que les groupes de réfrigération classiques.