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L'utilisation de panneaux solaires pour chauffer votre eau peut réduire considérablement vos coûts d'énergie, mais si vous vivez dans un climat froid, vous devez concevoir votre système pour éviter le gel. Les panneaux de chauffage solaire par temps froid utilisent généralement un échangeur de chaleur scellé à l'intérieur du réservoir d'eau et font circuler du glycol ou de l'eau. Si le système fait circuler de l'eau, il dispose généralement d'un mécanisme qui draine l'eau hors du panneau lorsqu'il n'y a pas de soleil.
Conception par temps froid
Dans la conception la plus simple du chauffage solaire, de l'eau potable circule entre les panneaux et le réservoir de stockage, et les utilisateurs l'utilisent en la retirant du réservoir. Cependant, dans cette conception en boucle ouverte, l'eau dans le panneau est soumise au gel, de sorte que les systèmes dans les climats froids utilisent généralement une boucle fermée. Dans une version, le glycol circule à travers les panneaux et à travers un échangeur de chaleur - souvent une bobine de cuivre - à l'intérieur du réservoir de stockage d'eau. Une autre version utilise de l'eau qui se vide automatiquement du système dans un réservoir intérieur lorsqu'il n'y a pas de soleil. Dans les deux cas, le fluide en circulation n'est jamais en contact direct avec l'eau stockée.
Un système de glycol en boucle fermée
Les extrémités de la "boucle" dans un système à boucle fermée au glycol sont les tubes ou les bobines à l'intérieur des panneaux solaires et les bobines à l'intérieur du réservoir de stockage. Une pompe fait circuler le fluide entre eux et doit être programmée pour s’éteindre chaque fois que la température des panneaux baisse en dessous de celle de l’eau dans le réservoir. Le système nécessite également un vase d'expansion pour réguler la pression. Le glycol est un bon fluide de circulation, car il est non toxique et ne gèle pas par temps froid, mais sa circulation efficace nécessite généralement un certain nombre de vannes et de contrôles sensibles.
Systèmes de drainage
Certains systèmes à boucle fermée utilisent de l'eau comme fluide de circulation à la place du glycol. Afin de ne pas geler à l'intérieur des bobines ou des tubes du panneau, de l'eau s'écoule dans un réservoir lorsque le soleil se couche ou que la température tombe au-dessous d'un point prédéfini. Ce type de système est plus efficace qu'un système à boucle fermée au glycol, car l'eau transfère mieux la chaleur que le glycol, mais son installation étant plus coûteuse, elle nécessite un réservoir de stockage supplémentaire. Il a également besoin de contrôles et de capteurs précis, dans la mesure où l'évacuation de l'eau au bon moment est essentielle pour empêcher le gel.
Considérations
Un système en boucle fermée ne doit pas uniquement faire circuler du glycol ou de l'eau. D'autres possibilités incluent l'air, les huiles d'hydrocarbures, les réfrigérants et les silicones. Aucun ne gèlera par temps froid, mais tous présentent des inconvénients par rapport au glycol ou à l'eau. Les panneaux de type tube, qui sont moins sensibles à la température ambiante que les panneaux avec des bobines, constituent le meilleur choix pour un système de chauffage solaire par temps froid. Les absorbeurs de cuivre à travers lesquels le fluide caloporteur passe sont enfermés dans des tubes en verre d'où l'air a été évacué. La construction minimise les pertes de chaleur des absorbeurs, ce qui est particulièrement important dans les climats froids.