Pompe à chaleur à assistance solaire——Partie 2

Comparaison

D'une manière générale, l'utilisation de ce système intégré est une manière efficace d'utiliser la chaleur produite par les panneaux thermiques en hiver, ce qui normalement ne serait pas exploité car sa température est trop basse.

Systèmes de production séparés

Par rapport à l'utilisation exclusive d'une pompe à chaleur, il est possible de réduire la quantité d'énergie électrique consommée par la machine lors de l'évolution météorologique de l'hiver au printemps, puis finalement d'utiliser uniquement des panneaux solaires thermiques pour produire toute la demande de chaleur nécessaire (uniquement en cas de machine à détente indirecte), économisant ainsi sur les coûts variables.

Par rapport à un système constitué uniquement de panneaux thermiques, il est possible de fournir une plus grande partie du chauffage hivernal nécessaire en utilisant une source d'énergie non fossile.

Pompes à chaleur traditionnelles

Par rapport aux pompes à chaleur géothermiques, le principal avantage est qu'il n'est pas nécessaire d'installer un champ de tuyauterie dans le sol, ce qui se traduit par un coût d'investissement inférieur (le forage représente environ 50 % du coût d'un système de pompe à chaleur géothermique) et en plus de flexibilité dans l'installation des machines, même dans les zones où l'espace disponible est limité. De plus, il n’y a aucun risque lié à un éventuel appauvrissement thermique des sols.

À l’instar des pompes à chaleur à air, les performances des pompes à chaleur à assistance solaire sont affectées par les conditions atmosphériques, bien que cet effet soit moins significatif. Les performances des pompes à chaleur à assistance solaire sont généralement affectées par la variation de l'intensité du rayonnement solaire plutôt que par l'oscillation de la température de l'air. Cela produit un plus grand SCOP (COP saisonnier). De plus, la température d’évaporation du fluide de travail est plus élevée que dans les pompes à chaleur à air, donc en général le coefficient de performance est nettement plus élevé.

Conditions de basse température

En général, une pompe à chaleur peut s'évaporer à des températures inférieures à la température ambiante. Dans une pompe à chaleur à assistance solaire, cela génère une répartition de la température des panneaux thermiques en dessous de cette température. Dans ces conditions, les pertes thermiques des panneaux vers l'environnement deviennent de l'énergie supplémentaire disponible pour la pompe à chaleur. Dans ce cas, il est possible que l'efficacité thermique des panneaux solaires soit supérieure à 100 %.

Un autre apport gratuit dans ces conditions de basse température est lié à la possibilité de condensation de vapeur d'eau sur la surface des panneaux, qui fournit une chaleur supplémentaire au fluide caloporteur (normalement il s'agit d'une petite partie de la chaleur totale collectée par l'énergie solaire). panneaux), qui est égale à la chaleur latente de condensation.

Pompe à chaleur avec double sources de froid

La configuration simple d'une pompe à chaleur à assistance solaire avec uniquement des panneaux solaires comme source de chaleur pour l'évaporateur. Il peut également exister une configuration avec une source de chaleur supplémentaire. L'objectif est d'avoir des avantages supplémentaires en matière d'économie d'énergie mais, d'un autre côté, la gestion et l'optimisation du système deviennent plus complexes.

La configuration géothermique-solaire permet de réduire la taille du champ de tuyauterie (et de réduire l'investissement) et d'avoir une régénération du sol pendant l'été grâce à la chaleur captée par les panneaux thermiques.

La structure air-solaire permet un apport de chaleur acceptable même pendant les jours nuageux, en maintenant la compacité du système et la facilité d'installation.

Défis

Comme pour les climatiseurs classiques, l’un des problèmes est de maintenir la température d’évaporation élevée, en particulier lorsque la lumière du soleil est faible et que le débit d’air ambiant est faible.

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