Montjoie Solaire

Les capteurs plans vitrés

Il s’agit des capteurs que l’on rencontre le plus souvent ; ils conviennent pour la plupart des applications courantes (ECS, appoint chauffage, piscine…)

Un capteur plan vitré se compose des éléments fondamentaux suivants :

  1. Un boîtier qui contient tous les éléments constitutifs fragiles du capteur comme les tubes, la plaque absorbante…
  2. un joint d’étanchéité pour empêcher l'eau de pénétrer quand il pleut ;
  3. un couvercle transparent qui crée un effet de serre au-dessus de la plaque absorbante : en général un verre trempé dit solaire, présentant une faible teneur en fer pour permettre un haut degré de transmission lumineuse ;
  4. une isolation thermique qui réduit la déperdition de chaleur par la face arrière et les côtés du capteur ;
  5. une plaque absorbante qui permet la conversion du rayonnement solaire en énergie thermique transportée par le fluide ;
  6. les tubes traversés par le fluide caloporteur qui évacue la chaleur jusqu‘à l‘extérieur du capteur ;

capteur1

Selon les modèles, différents types de réseaux hydrauliques internes aux capteurs existent :

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capteur4 capteur5

Capteurs à tube sous vide

cpc1

Le fluide caloporteur circule à l'intérieur d'un tube sous vide souvent double. Le vide améliore l’isolation.

Montjoie Solaire utilise essentiellement 2 types de tubes sous vide:

  • Le «CPC», le fluide caloporteur parcourt le tube en aller et retour pour recueillir la chaleur.
  • Le «HEATPIPE» plus poussé technologiquement, il fait appel à un caloduc, utilisant un second fluide caloporteur qui lui reste dans le tube.

CPC (Compound Parabolic Concentrator | Concentrateur Parabolique Composé)

Dans les tubes CPC, le fluide solaire parcourt le tube aller et retour.

cpc2 cpc3 cpc4

Les CPC sont une double enveloppe de borosilicate (pyrex) soudés aux extrémités. Le vide () est créé entre les 2 tubes et un témoin en baryum permet d'en vérifier le maintien. De par sa construction, l’efficacité du tube ne dépend peu de l’angle d’incidence des rayons solaires sur le capteur.

cpc5 cpc6 cpc7

Ce type de capteur procure, même si l’orientation de la toiture par rapport au Sud n’est pas optimale ou si la toiture est plate, des avantages nets en termes de production solaire. Le capteur tubulaire collecte même la luminosité ambiante qui ne génère pas d’ombre portée. Cette lumière est appelée éclairement diffus. Ce type de capteur est ainsi particulièrement adapté pour venir renforcer un système de chauffage existant. Ce capteur tubulaire à vide CPC définit une nouvelle classe de performances techniques et optiques. Son développement continu et sa conception exigeante en font un produit répondant à des critères très élevés.

cpc8

Pour résumer l’avantage principal de ce type de tube, on peut dire qu’il capte d’avantage d’énergie aux entre saisons ou encore quand l’ensoleillement est diffus.

Heatpipe ou Caloduc

Chaque tube d’un capteur «système caloduc», contient un circuit fermé pour un deuxième fluide caloporteur. Ces circuits secondaires se terminent par un échangeur de chaleur qui transmet son énergie au fluide solaire du circuit primaire qui va réchauffer le boiler solaire.

Le caloduc est un échangeur qui utilise les mécanismes de changement d'état liquide-gaz d'un fluide placé dans un tube fermé.

Dans un tube caloduc: le fluide caloporteur parcourt le tube en aller-retour, soit par un tube en U, soit par deux tubes concentriques.

caloduc1

A température ambiante la pression dans le caloduc est très faible, le liquide peut donc bouillir à une température relativement basse (typiquement 25 °C). Dans ce cas la vapeur occupe immédiatement tout l’espace du caloduc, et va se condenser dans l’extrémité située dans le collecteur, s’il est à température plus froide. Ce faisant elle cède sa chaleur latente de fusion qui est bien supérieure à celle transmise par la simple conduction du tube de cuivre. Après condensation le liquide redescend par gravité, ce qui nécessite que le tube soit positionné avec une pente minimale.

Les tubes à caloducs peuvent être extraits ou changés sans même arrêter le fonctionnement, ce qui simplifie la maintenance.

caloduc2 caloduc3

Dans le cas d'un tube à caloduc, le tube est hermétique et n'est pas ouvert sur le reste du système hydraulique. La chaleur du tube est transmise par conduction.

Pour résumer: Le principe du caloduc suppose la présence de 2 fluides, un fluide caloporteur et un fluide solaire. Le premier s'évapore dans les tubes de cuivre situés sous l'absorbeur et cède par conduction sèche de la chaleur au second, par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur.

caloduc4 caloduc6
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