Utilisation de l'énergie solaire associée à des cycles thermodynamiques - Partie 2 : pompes à chaleur solaires

Résumé et principaux résultats

Les pompes à chaleur utilisent indifféremment des énergies gratuites telles que celles contenues dans l'air, l'eau ou le sol comme source froide. Dans les années 80, temps fort de l'utilisation de l'énergie solaire, certains concepteurs avaient proposé d'utiliser cette énergie solaire comme nouvelle source froide de pompes à chaleur. Aujourd'hui les contraintes environnementales incitent au redéploiement de l'utilisation de l'énergie solaire pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire. L'étude établit un état de l'art du marché actuel des pompes à chaleur solaires, en terme de technologies utilisées, de produits commercialisés et de performances d'installations existantes, pour les applications de chauffage et/ou production. Les principales technologies recensées parmi les systèmes commercialisés ces dernières années ou en cours de développement peuvent être relativement complexes pour répondre à la nécessité de couvrir 100% des besoins énergétiques de chauffage et d'ECS du bâtiment, quelles que soient les conditions climatiques. On recense des capteurs nus, de type roll-bond ou constitué d'un faisceau de tubes en élastomère, dans lequel circule soit un fluide caloporteur qui alimente une pompe à chaleur , soit le fluide frigorigène directement ; des capteurs vitrés couplés à des évaporateurs de type-roll bond pour utiliser en fonction des conditions climatiques la récupération solaire directe ou la pompe à chaleur ; des capteurs hybrides, associant des capteurs plans vitrés, de la convection forcée et du stockage de chaleur latente.

Use of solar energy combined with thermodynamic cycles - Part 2 : Solar heat pump systems
Abstract :
Heat pumps are using several types of renewable sources, such as air, water or ground as heat source. In the 80's, era of development of the use of the solar energy, few systems were designed to use the solar radiation as a new heat source for heat pumps. Today with the new environmental and energy constraints, there seems to be new opportunities for combining solar heat and heat pumps for space heating and hot water production. The study establishes the state of the art of the market for solar heat pump systems, presenting the developed new technologies, the marketed products and some installed and operating systems. The main technologies used either in the marketed or under development products are getting more complex in order to ensure to satisfy 100% of the heating and hot water energy demand of the building, whatever the climatic conditions are. These are roll-bond type solar panels or beam of elastomer tubes, in which a secondary fluid to the evaporator of the heat pump or the refrigerant is circulating ; a high efficiency for direct solar heat recovery to a water storage, associated with a roll-bond evaporator of a heat pump tat heats the water storage when solar radiation is very low ; hybrid solar collector, made of a vacuum-tube solar panel associated with air forced convection heat exchange and latent heat storage.

Commissions

Echangeurs, MFCE - Matériel Frigorifique; Conditionnement d'air; Echangeurs, Machines thermodynamiques

Thème

Conditionnement d'air

Mots-clés

Capteurs solaires, Conditionnement d'air, Energie solaire, Pompes à chaleur

Auteurs

MONDOT Michèle