Climatisation solaire

L'expression «climatisation solaire» désigne la totalité 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 apporter le plus de froid lorsque il fait le plus chaud, ce qui correspond le plus souvent aux périodes où le soleil est le plus disponible.

Climatisation par sorption

(DEC : Dessicant Evaportive Cooling)

Les systèmes à dessiccation (ou sorption) sont des systèmes ouverts utilisant l'eau, en contact direct avec l'air, comme fluide caloporteur. Dans les bâtiments modernes, ils sont toujours utilisés en couplage avec une Centrale de Traitement d'Air.

Les systèmes les plus simples sont passifs et utilisent l'évaporation de l'eau, là où elle est disponible, à la manière des termites qui rafraichissent leurs termitières en construisant de grandes cheminées exposées au soleil. Ces cheminées ventilent les galeries où l'évaporation de l'eau provenant du sol maitient une atmosphère plus fraiche.

Les systèmes de «climatisation par absorption»

Plus complexes, ils utilisent en cycles fermés un matériau hydrophile pour absorber ou restituer l'eau, qui permet de créer un compresseur qui n'utilise pas ou quasi pas d'énergie mécanique, ainsi avec des capteurs solaires on peut créer une climatisation qui réagit de plus avec la température extérieur.

Exemples d'installation

La plus grande installation de climatisation solaire d'Europe en 2008 était celle du centre technologique de l'entreprise Festo. Ce prototype de machine frigorifique à adsorption est apportée en calories par le plus vaste réseau de collecteurs solaires thermiques à tubes sous vide existant en 2008 (1.330m2 de surface). a été mise en service en 2007 (dans le cadre du programme "Solarthermie2000plus"^[1]) et sera testée durant plusieurs années par l'Ecole supérieure d'Offenburg. Qui l'a commandé pour climatiser ses bureaux et ses gros ordinateurs, avec l'objectif d'économiser 500 MWh/an, voire 650 MWh en énergie primaire^[2]

Principe

Air entrant

• 1 - filtration de l'air
• 2 - Déshumidification : l'air passe dans une roue dessicante qui lui retire une grande partie de son humidité et augmente par là-même sa température
• 3 - passage dans un échangeur de chaleur 3/7 : l'air entrant et sec revient à température de l'air extrait, lui-même refroidit au maximum (étape 6 de l'air sortant)
• 4 - Réhumidification : au contact avec l'air sec, l'eau pulvérisée s'évapore en prenant à l'air la chaleur latente de vaporisation nécessaire, ce qui se traduit par une diminution de sa température et permet de rétablir un taux d'humidité acceptable.
• 5 - Ventilateur

Air sortant

• 6 - Rafraichissemet par humidification : l'air extrait est saturé en humidité afin d'abaisser au maximum sa température, et par conséquent abaisser au maximum la température de l'air entrant à l'étape suivante
• 7 et 8 - on chauffe l'air extrait afin de lui permettre d'absorber encore plus d'humidité ; d'abord par récupération de la chaleur de l'air entrant (dans l'échangeur 3/7, couplé à l'étape 3 pour l'air entrant), puis par chauffage dans le radiateur 8
• 9 - Régénération de la roue dessicante : L'air extrait, chauffé de 45 à 90 °C permet de vaporiser les molécules d'eau retenues dans les pores de la roue à sorption. De cette manière la roue dessicante peut de nouveau absorber l'humidité de l'air entrant.
• 10 - ventilateur : le système évacue de l'air plus chaud et plus humide que l'air intérieur, ainsi s'avacue la chaleur.

Avantages

• Synchronisation parfaite entre la demande frigorifique et le gisement solaire
• Utilisation de la chaleur solaire en complément du chauffage en hiver
• Consommations électriques très faibles comparées à celles dues à un compresseur frigorifique
• Pas de fluide frigorigène polluant, dégradant la couche d'ozone ou à effet de serre (CFC, HCFC, HFC... )

Inconvénients

• La production frigorifique dépendant des apports solaires, le système ne fonctionne qu'en journée. Il est par conséquent plutôt adapté à la climatisation d'entreprises, locaux ou machines ne fonctionnant que le jour.

Voir aussi

Liens externes

Bibliographie

Notes et références

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 12/11/2008.
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