Climatisation solaire

Panneaux solaires + Groupe froid au gaz = économies et réduction de CO2

Un capteur solaire thermique est un échangeur qui transforme l’irradiation solaire incidente en chaleur ; elle est évacuée par la circulation d’un fluide. Il réchauffe à son tour soit directement un volume d’eau (serpentin dans un ballon), soit un circuit d’eau secondaire (au travers d’un échangeur à plaques). Généralement, on utilise la chaleur solaire captée pour chauffer ou pré-chauffer de l’eau chaude sanitaire, voire pour alimenter un plancher chauffant par exemple. C’est d’ailleurs parce que le gaz naturel utilise le vecteur eau qu’il est un complément très pertinent du solaire thermique.

Mais il est également possible d’utiliser cette chaleur solaire pour produire de l’eau glacée utilisable dans un réseau de climatisation (ventilo-convecteur, batterie froide).


Le principe de fonctionnement

Le réseau primaire alimente une machine frigorifique à absorption. Le type de machine le plus courant utilise un cycle eau-bromure de lithium de type simple effet. Les performances nominales sont atteintes avec une température d’entrée la plus élevée possible, telle que celle produite par des capteurs solaires sous vide.

Pour produire 10 kW de froid (eau glacée à 7/12 °C), la machine nécessite un apport calorifique de 15 kW thermique (eau à 90 °C) et rejette 25 kW à basse température (35 °C). Elle doit donc être refroidie par un système extérieur (tour de refroidissement ou échange avec un réseau d’ECS, une batterie chaude, etc.). Les performances sont fonction de la température en entrée « bouilleur » (réchauffage) et en entrée "condenseur" (refroidissement).

Un des avantages de cette solution est d’utiliser la chaleur solaire qui est disponible concomitamment aux besoins de rafraîchissement. On évite ainsi la surchauffe estivale des panneaux solaires qui peut se produire lorsque les besoins d’eau chaude ou de chaleur sont les moins importants. Aujourd’hui, la difficulté réside dans la viabilité économique de cette solution, mais demain ?


Les premières réalisations

Les premières réalisations ont plus de trente ans. Un programme européen a recensé une trentaine d’opérations en service au début des années 2000, dont quelques opérations en France (dont des caves à BANYULS et des laboratoires du CSTB à SOPHIA-ANTIPOLIS).

Chez Givaudan France Fragrances, l’énergie solaire thermique sert à la production d’eau glacée en été, d’eau chaude pour le préchauffage de l’air neuf et au préchauffage de l’eau chaude sanitaire. Elle est assurée par 300 m² de capteurs thermiques sous vide de marque Thermomax de type Mazdon TMA 600. Le groupe à absorption de marque YAZAKI de type WFC SC30 permet de produire 105 kW au régime 88/83 °C au primaire.