Types de systèmes de chauffe-eau solaires à plaques plates
Un **système de chauffe-eau solaire à plaques plates** est un moyen économique et écoénergétique d'obtenir de l'eau chaude en utilisant l'énergie solaire renouvelable. Il est principalement utilisé pour les applications de chauffage de l'eau résidentielles et commerciales. Ce système contient divers composants, tels que des capteurs solaires, des réservoirs de stockage et des pompes ou des commandes. Ces composants fonctionnent ensemble pour convertir et stocker l'eau chauffée.
En général, il existe deux types courants de systèmes de chauffe-eau solaires à plaques plates : les systèmes thermosiphon naturels et les systèmes pompés.
- Systèmes de chauffe-eau solaires à plaques plates thermosiphon naturels : Ce type de système de chauffe-eau solaire est conçu pour faire circuler l'eau à travers le capteur et le réservoir de stockage naturellement. Il repose sur le principe du thermosiphon, qui est la convection naturelle des fluides. Lorsque l'eau est chauffée dans le capteur solaire, elle devient moins dense et monte vers le haut. En même temps, l'eau plus froide et plus dense du réservoir de stockage descend vers le bas et s'écoule dans le capteur. L'eau en circulation transfère la chaleur du capteur au réservoir de stockage, où elle est conservée jusqu'à ce qu'elle soit nécessaire.
- Systèmes de chauffe-eau solaires à plaques plates pompés : Dans ce type de système de chauffe-eau solaire à plaques plates, une pompe est utilisée pour faire circuler la solution à travers le capteur et le réservoir de stockage, transférant ainsi la chaleur de l'un à l'autre. Le système pompé peut déplacer l'eau vers le haut, à travers les tuyaux, et vers un réservoir de stockage situé à un niveau différent de celui du capteur solaire, car il repose sur une pompe pour faire circuler l'eau, offrant ainsi plus d'options pour la conception du système. Il peut offrir un meilleur emplacement séparé pour le réservoir de stockage, une forte demande en eau chaude ou une mauvaise circulation naturelle.
Fonctionnement et caractéristiques des systèmes de chauffe-eau solaires à plaques plates
Les **systèmes de chauffe-eau solaires à plaques plates** présentent diverses caractéristiques qui les rendent efficaces pour chauffer l'eau à l'aide du soleil. Ils ont généralement des capteurs avec des couvercles en verre durables pour capter le plus de lumière solaire possible. Les couvercles sont également respectueux de l'environnement car ils ne contiennent aucune substance nocive, telle que le verre au plomb. Les capteurs à plaques plates sont également dotés de dos isolés. L'isolation empêche la chaleur de s'échapper après que l'eau a été chauffée. Cela aide le système à maintenir des températures élevées même lorsqu'il y a peu de soleil.
Une autre caractéristique à rechercher dans ces types de systèmes de chauffage est les tubes de distribution. Les tubes de distribution font circuler le fluide à l'intérieur d'eux pour absorber la chaleur du soleil. Ils sont reliés au réservoir de stockage, qui contient l'eau chauffée. Les tubes de distribution et le réservoir de stockage sont tous deux isolés thermiquement pour minimiser les pertes de chaleur. Les réservoirs sont également disponibles dans différentes capacités, de sorte que les utilisateurs peuvent choisir celui qui convient à leurs besoins. Certains réservoirs sont fabriqués en acier inoxydable de haute qualité pour éviter la corrosion. Les réservoirs en acier au carbone sont revêtus d'émail de verre comme couche de protection supplémentaire contre la rouille.
De nombreux systèmes de chauffage solaire comprennent également un antigel de qualité alimentaire non toxique comme caractéristique importante. L'antigel empêche les fluides du capteur de geler à des températures extrêmement froides. Presque tous les systèmes de chauffe-eau solaires à plaques plates sont équipés de systèmes de contrôle climatique. Ces systèmes ajustent automatiquement la température de l'eau en fonction des valeurs prédéfinies. Il existe également une importante fonction de sécurité connue sous le nom de soupapes de sécurité. Ces soupapes libèrent l'excès de pression qui s'accumule à l'intérieur du réservoir de stockage pour éviter des situations dangereuses.
Enfin, la plupart des capteurs à plaques plates modernes sont montés sur des cadres réglables. Les cadres maintiennent les capteurs à un certain angle pour maximiser l'absorption de la lumière solaire. Les systèmes de chauffage sont également dotés de commandes manuelles simples ou automatiques complexes pour le fonctionnement du système. Les commandes manuelles sont généralement beaucoup plus simples que les commandes automatiques. Les capteurs à plaques plates ne nécessitent généralement que peu d'entretien. Ils ne nécessitent que des vérifications périodiques pour s'assurer que les joints et les joints sont en bon état.
Applications des systèmes de chauffe-eau solaires à plaques plates
Les chauffe-eau solaires à plaques plates sont polyvalents et peuvent être utilisés dans diverses applications pour contribuer à économiser l'énergie et les ressources. Parmi les applications courantes, citons :
- Chauffage de l'eau résidentielle : L'une des applications les plus courantes d'un système de chauffe-eau solaire est le chauffage de l'eau utilisée dans les maisons. Les ménages peuvent utiliser des capteurs à plaques plates pour préchauffer l'eau fournie aux salles de bain, aux cuisines ou aux buanderies, réduisant ainsi leur dépendance aux éléments chauffants électriques ou à gaz traditionnels.
- Chauffage de l'eau commerciale : De nombreuses installations commerciales, y compris les hôtels, les piscines, les hôpitaux et les sites industriels, utilisent d'énormes quantités d'eau chaude. Les systèmes de chauffe-eau solaire sont efficaces dans ces situations car ils fournissent des volumes constants et importants d'eau chauffée, réduisant ainsi les frais d'exploitation de ces entreprises.
- Chauffage des piscines : Les capteurs solaires à plaques plates peuvent être utilisés pour maintenir des températures agréables de la piscine, prolongeant ainsi les saisons de baignade sans encourir des coûts de chauffage importants. Une pompe fait circuler l'eau de la piscine à travers les capteurs solaires pour le chauffage et la renvoie après refroidissement.
- Chauffage des bâtiments : Les capteurs solaires à plaques plates peuvent être intégrés au système de CVC existant d'un bâtiment pour fournir un chauffage d'appoint. Le système de chauffage solaire à air ou le système de chauffage par le sol radiant à eau utilise l'énergie de la lumière solaire pour générer de l'eau chaude, qui est ensuite distribuée aux radiateurs ou aux tuyaux de chauffage par le sol.
- Processus industriels : De nombreux processus industriels nécessitent de l'eau chaude ou de la vapeur pour des tâches telles que le nettoyage, la stérilisation et la fabrication de produits. Les systèmes de chauffe-eau solaires à plaques plates peuvent être utilisés pour soutenir ces procédures, en particulier dans les industries telles que la transformation alimentaire, le textile et les brasseries, ce qui permet d'économiser des combustibles classiques.
- Chauffage de l'eau dans les zones reculées : Les systèmes de chauffe-eau solaires sont idéaux pour les endroits où l'accès à l'électricité ou aux combustibles fossiles est limité, car ils utilisent l'énergie solaire renouvelable. Les capteurs à plaques plates peuvent être utilisés pour chauffer l'eau pour les besoins de base de la vie, l'assainissement et l'irrigation dans les zones hors réseau ou les pays en développement.
- Applications agricoles : Les chauffe-eau solaires peuvent être bénéfiques en agriculture. Ils peuvent être utilisés pour chauffer l'eau pour l'irrigation et le chauffage des serres, l'élevage et d'autres activités agricoles, prolongeant ainsi les saisons de croissance et améliorant les rendements des cultures.
- Chauffage d'urgence et de secours : Les chauffe-eau solaires servent également de sauvegarde fiable pour l'approvisionnement en eau chaude d'urgence en cas de panne de courant ou de catastrophe naturelle.
Comment choisir des systèmes de chauffe-eau solaires à plaques plates
Lorsque vous envisagez d'acheter des capteurs à plaques plates pour un système de chauffe-eau solaire en vrac, il y a plusieurs facteurs à prendre en compte pour vous assurer qu'ils répondront aux besoins de l'utilisateur final.
- Climat : Il est crucial de déterminer les conditions climatiques de la zone où le système sera installé. Les systèmes sans échangeur de chaleur interne sont les mieux adaptés aux climats doux avec des températures de gel modérées. Cependant, les systèmes qui ont un échangeur de chaleur interne sont plus appropriés pour les zones sujettes à des conditions de gel sévères car ils utilisent un fluide caloporteur antigel. De plus, choisissez un système doté d'une isolation adéquate pour les climats extrêmement chauds afin de réduire les pertes de chaleur pendant le stockage.
- Demande maximale en eau chaude : Évaluez la demande en eau chaude pour déterminer la capacité requise du système. Pour rendre le système efficace, choisissez un capteur avec une surface qui répond aux exigences de l'utilisateur final.
- Codes et règlements : Il est essentiel de comprendre les codes et les règlements qui s'appliquent aux installations de systèmes de chauffe-eau solaires dans l'emplacement donné. Il peut s'agir de codes du bâtiment, de codes de plomberie et de toute réglementation spécifique relative aux systèmes d'énergie solaire. Consulter les autorités locales ou un professionnel qualifié du solaire peut garantir le respect de tous les codes et règlements applicables.
- Capteur à plaques plates contre tubes sous vide : Comparez les performances et le prix des capteurs à plaques plates à ceux des tubes sous vide. Évaluez la facilité d'entretien des deux options pour prendre une décision finale.
- Collaboration avec des experts : Faites équipe avec un installateur solaire certifié pour garantir une efficacité maximale et la conformité à toutes les réglementations locales. De plus, demandez conseil au fabricant solaire pour en savoir plus sur les spécifications du produit et l'intégration du système.
- Système solaire d'eau chaude sanitaire : Évaluez la quantité d'énergie obtenue de chaque type de chauffe-eau solaire afin de déterminer la quantité d'énergie à utiliser. Pour que cela se produise, il faut tenir compte des caractéristiques climatiques et du bâtiment. Les chauffe-eau solaires sont généralement pris en charge par d'autres sources d'énergie ou des systèmes de secours pour fournir de l'eau chaude lorsque l'énergie solaire ne répond pas à la demande. Ces systèmes supplémentaires sont généralement des chauffe-eau au gaz ou électriques.
Q&A
Q : Quel entretien un chauffe-eau solaire à plaques plates nécessite-t-il ?
A : Outre l'inspection et le nettoyage de routine du capteur pour maximiser l'absorption de la lumière du soleil, les chauffe-eau solaires à plaques plates nécessitent peu d'entretien.
Q : Les capteurs solaires à plaques plates sont-ils efficaces par temps nuageux ?
A : Oui, les chauffe-eau solaires à plaques plates peuvent toujours générer de l'eau chaude par temps couvert car ils peuvent capter la lumière du soleil diffuse.
Q : Comment les entreprises peuvent-elles augmenter l'utilisation de systèmes de chauffage solaire à plaques plates ?
A : Lorsque les entreprises identifient tous leurs besoins en eau chaude, elles peuvent opter pour plusieurs capteurs et réservoirs de stockage afin d'avoir des systèmes plus vastes qui peuvent être agrandis progressivement.
Q : Quels facteurs doivent être pris en compte pour déterminer la taille d'un système de chauffe-eau solaire à plaques plates ?
A : Pour dimensionner correctement un système de chauffe-eau solaire, il faut évaluer tous les besoins quotidiens en eau chaude et l'espace disponible sur le toit pour installer suffisamment de capteurs.
