Systèmes de chauffe-eau solaires Les échangeurs de chaleur des capteurs solaires absorbent l'énergie utilisée par le liquide ou l'air, pour le chauffage de l'eau ou pour le chauffage des locaux.
Les échangeurs de chaleur peuvent être en acier, cuivre, bronze, acier inoxydable, aluminium ou fonte. Les systèmes solaires utilisent du cuivre et une plus grande résistance à la corrosion, généralement parce que c'est un bon conducteur thermique.
Types d'échangeurs de chaleur Les systèmes de chauffe-eau solaires utilisent trois types d'échangeurs de chaleur:
Liquide à liquide
Cet échangeur de chaleur utilise un fluide Wärmeübertragungsfluid qui circule à travers le capteur solaire, absorbe la chaleur puis passe à travers un échangeur de chaleur pour transférer sa chaleur à l'eau dans un réservoir. Les fluides caloporteurs, tels que l'antigel, protègent le capteur solaire du gel par temps froid. Les échangeurs de chaleur liquide à liquide sont équipés d'une ou deux barrières (einwandig ou à double paroi) entre le caloporteur et l'alimentation en eau domestique.
Donnez à un tube ou à un tube de liquide un échangeur de chaleur unique. Soit le fluide, à travers le tuyau ou le liquide autour du tuyau peut être fluide tandis que l'autre eau potable le fluide caloporteur. Les échangeurs de chaleur à double paroi ont deux parois entre les deux fluides. Deux parois sont souvent utilisées lorsque le Wärmeübertragungsfluid est toxique, tel que l'éthylène glycol (antigel). Les doubles murs sont souvent nécessaires en tant que mesure de sécurité en cas de fuite, ce qui permet de mélanger l'antigel à l'alimentation en eau. Un exemple d'échangeur de chaleur liquide à liquide à double paroi est l '"échangeur de chaleur enveloppant", dans lequel un tube est enroulé autour et à l'extérieur d'un réservoir d'eau chaude. Le tuyau doit être suffisamment isolé pour réduire les pertes de chaleur.
Bien que les échangeurs de chaleur à double paroi augmentent la sécurité, ils sont moins efficaces, car la chaleur doit être transférée par deux surfaces. Pour transférer la même quantité de chaleur, un échangeur de chaleur à double paroi doit être supérieur à un échangeur simple.
Air-à-liquide
Les systèmes solaires avec chauffage ne doivent normalement pas être un échangeur de chaleur entre le capteur et la distribution des capteurs. Ces systèmes avec des collecteurs de chaleur chauffent des échangeurs de chaleur liquides air, qui sont similaires à l'utilisation de l'eau des échangeurs de chaleur air / fluide.
Conception de l'échangeur de chaleur
Il existe de nombreux modèles d'échangeurs de chaleur. Voici quelques-unes des plus courantes:
Coil-in-tank L'échangeur de chaleur est un serpent dans le réservoir de stockage. Il peut s'agir d'un tube simple (échangeur de chaleur simple) ou de l'épaisseur des deux tuyaux (échangeurs de chaleur à double paroi). Une alternative moins efficace consiste à enrouler l'enveloppe à l'extérieur du conteneur pour vrac avec un couvercle isolant.
Coquille et tube L'échangeur de chaleur est séparé du réservoir (externe au réservoir). Il a deux boucles de fluide distinctes dans une caisse ou une coquille. Les fluides s'écoulent dans des directions opposées à travers l'échangeur de chaleur, maximisant ainsi le transfert de chaleur. Dans une boucle, le fluide à chauffer (tel que de l'eau potable) circule dans les tubes intérieurs. Dans la deuxième boucle, le fluide caloporteur s'écoule entre la coque et les tubes d'eau. Les tubes et la coque doivent être fabriqués dans le même matériau. Lorsque le collecteur ou le fluide caloporteur est toxique, des tubes à double paroi sont utilisés et un fluide de transfert intermédiaire non toxique est placé entre les parois externe et interne des tubes.
Tube dans tube
Les tuyaux d'eau et le caloporteur en contact thermique direct sont très efficaces dans cette conception. L'eau et les fluides caloporteurs se font dans des directions opposées. Ce type d'échangeur de chaleur présente deux boucles similaires à celles de la cape et de l'échangeur de chaleur à tubes décrit.
Dimensionnement Un échangeur de chaleur doit être correctement dimensionné pour être efficace. De nombreux facteurs doivent être pris en compte pour un dimensionnement correct, notamment:
Type d'échangeur de chaleur
Caractéristiques du fluide caloporteur (chaleur spécifique, viscosité et densité)
Couler
Et les températures de sortie pour chaque fluide.
Habituellement, les fabricants procèdent au transfert de chaleur pour fournir des évaluations de leurs échangeurs de chaleur (en BTU / heure) pour différentes températures et débits de fluide. En outre, l’effet de taille d’un échangeur thermique correspond à sa vitesse et à son efficacité: une grande surface transfère la chaleur plus rapidement et plus efficacement.
Installation
Pour des performances optimales, suivez toujours les instructions d'installation du fabricant pour les recommandations relatives à l'échangeur de chaleur. Bien sûr, vous devez choisir un liquide caloporteur compatible avec la nature de l'échangeur de chaleur que vous utiliserez. Si vous souhaitez construire votre propre échangeur de chaleur, sachez que l’utilisation de différents métaux dans l’échangeur de chaleur peut provoquer une corrosion. De plus, en raison de la dilatation et de la contraction thermique de différents métaux, des fuites ou des fissures peuvent se développer. Chacune de ces conditions peut réduire la durée de vie de votre échangeur de chaleur.
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Systèmes de chauffe-eau solaires Les échangeurs de chaleur des capteurs solaires absorbent l'énergie utilisée par le liquide ou l'air, pour le chauffage de l'eau ou pour le chauffage des locaux. 
dans une caisse ou une coquille. Les fluides s'écoulent dans des directions opposées à travers l'échangeur de chaleur, maximisant ainsi le transfert de chaleur. Dans une boucle, le fluide à chauffer (tel que de l'eau potable) circule dans les tubes intérieurs. Dans la deuxième boucle, le fluide caloporteur s'écoule entre la coque et les tubes d'eau. Les tubes et la coque doivent être fabriqués dans le même matériau. Lorsque le collecteur ou le fluide caloporteur est toxique, des tubes à double paroi sont utilisés et un fluide de transfert intermédiaire non toxique est placé entre les parois externe et interne des tubes.