Collecteur solaire – comment ça marche – types, construction et plus

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Il y a deux types de collecteurs différenciés par rapport à leur construction: des collecteurs plats et tubulaires. A part de la construction il y a quelques différences entre eux concernant leur taille, la performance et l’installation. Nous présentons leurs descriptions au-dessous.
 

  1. Collecteur plat

Ce type se compose d'un absorbeur, d'une isolation thermique, d’une vitre de sécurité, des tubes avec un fluide caloporteur et d'un coffre. L’énergie de rayonnement solaire pénètre à travers la vitre et tombe sur une surface de captage d’absorbeur. La chaleur absorbée et transportée par des tuyaux avec un fluide caloporteur jusqu’au échangeur de chaleur. Tous ces éléments se trouvent dans un coffre hermétique entouré par l'isolation thermique.

Il y a aussi des collecteurs plats sous vide. La différence est que dans un collecteur il y a du vide. A part de cela il a aussi des porte-à-faux des vitres solaires pour assurer qu'elles ne seront pas déformées à cause de l'influence du vide. Le vide ne bloque pas de rayonnement, mais il réduit les pertes de la chaleur causés par conduction et élimine presque entièrement des pertes causés par la convection. Le coffre du collecteur sous vide est sécurisé contre l'aération.

 

  1. Collecteur tubulaire

L’absorbeur d’un collecteur tubulaire contient des tubes en verre, fermés de deux côtés qui ont 65-100mm du diamètre. Le vide joue un rôle de l’isolateur. Un collecteur se compose d’environ 6-30 tubes mis en rang et connecté à un fil de captage. Les collecteurs tubulaires sont divisés en collecteurs avec un flux direct du facteur solaire et collecteurs de type « heat pipe ».

Dans le premier cas, le liquide caloporteur circule directement dans les tubes sous vide d’air. Au milieu du collecteur il se trouve un tube coaxial d’échangeur de chaleur. Le liquide caloporteur circule à son intérieur en transportant la chaleur vers l’absorbeur qui la transfère ensuite au caloporteur par un tube d’échangeur de chaleur. Puis, la chaleur revient par un tube extérieur d’échangeur de chaleur.

Dans le deuxième cas, au milieu de l’absorbeur il y a un tube thermique (heat pipe), rempli de liquide qui s’évapore dans les basses températures. Lorsque le rayonnement solaire tombe sur un collecteur, l’absorbeur dirige la chaleur vers un tube thermique en causant la vaporisation d’un liquide s’y trouvant. Dans un condensateur qui se trouve au-dessus, la vapeur rendre sa chaleur (à l’aide d’un échangeur de chaleur) au liquide caloporteur et se liquéfie. Le condensat coule par un tube thermique vers le bas et ensuite le processus recommence.

 

Quel collecteur est le meilleur?

Il n’y a pas de réponse simple sur cette question. Tout dépend des standards de prix considérés par nous et le marque d’un fabricant de collecteurs. Au-dessous nous vous présentons la comparaison de quelques caractéristiques exemplaires de ces types de collecteurs faite par nous (le premier nombre signifie la meilleure position).

 

Légende:

1 – collecteur plan

2 – collecteur tubulaire

 

Prix

1

2

 

Efficacité

2

1

 

Fiabilité

1

2

 

Résistance aux conditions météorologiques

1

2

 

Surface nécessaire

2

1

 

Sommaire d’un bilan général

2

1

 

À la fin de notre comparaison nous voudrions ajouter quelques points importants:

  1. Collecteurs plans sous vide d’air ont le moindre coefficient de pertes de la chaleur; ils ont une efficacité thermique constante pendant toute la période de leur fonctionnement; il existe la possibilité de changement du gaz restant (de l’air) en krypton en augmentant à la fois leur efficacité; la poussière ne pénètre pas à l’intérieur du collecteur, il n’y a pas de risque de corrosion due à la liquéfaction d’humidité à son intérieur; mauvaise isolation peut provoquer l’introduction de l’air dans le vide et la nécessité de le produire à nouveau.

  2. Dans le cas des collecteurs tubulaires, même le petit défaut pendant la production peut résulter au dysfonctionnement du collecteur et à l’efficacité beaucoup plus faible; Il faut mentionner que la majorité des éléments composant ces collecteurs est produite en Chine.

  3. Les collecteur heat pipe doivent avoir un angle d’inclinaison d’au moins 20 degrés pour que le liquide fonctionne bien.

  4. Les collecteurs plans sont le meilleur choix si vous habitez dans un endroit ou il y a souvent des orages, de grêle, etc.

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