Les systèmes de refroidissement efficaces et à faible consommation fonctionnent avec la climatisation solaire

Les systèmes de refroidissement efficaces et à faible consommation fonctionnent avec la climatisation solaire

Fig. 1. Système de réfrigération à jet-éjecteur à assistance solaire avec ballon de stockage thermique.

Cet équipement permettrait de faire face à l’augmentation des factures d’électricité durant l’été. Ils sont basés sur l’utilisation de panneaux thermo-solaires pour refroidir la pièce.

Des chercheurs de l’Universitat Politècnica de València (UPV) appartenant au groupe CMT-Motores Térmicos (Thermal Engines) travaillent au développement de nouveaux systèmes de refroidissement plus efficaces qui s’appuient sur ce que l’on appelle la climatisation solaire, qui contribuera à faire face à l’augmentation de l’électricité factures en été. Leurs travaux ont été publiés dans le Journal international de la réfrigération.

« La ‘tempête parfaite’ s’est produite le mois dernier dans tout ce qui entoure la facture d’électricité. D’une part, le soi-disant changement de tarif, divisé en trois segments et, d’autre part, les pics de consommation qui ont lieu en été pendant les jours les plus chauds de l’année. En ces jours de températures élevées, les unités de climatisation et les systèmes de refroidissement augmentent la consommation d’électricité, augmentant considérablement le coût de l’électricité – sans aller plus loin, le prix de l’électricité a dépassé son record annuel samedi dernier. La climatisation solaire, en plus d’être un oxymore percutant, peut être une solution à cette tempête parfaite », explique José Ramón Serrano, chercheur au CMT-Thermal Motors de l’UPV.

Équipement de climatisation solaire

La climatisation solaire fait référence à un équipement qui utilise l’énergie solaire pour refroidir un espace. Comme l’explique Serrano, il existe deux groupes principaux : d’une part, ceux qui utilisent des panneaux photovoltaïques pour faire fonctionner les climatiseurs traditionnels. Le problème de ces solutions est leur faible rendement : il atteint à peine 10 %, c’est-à-dire que les près de 1 000 W par mètre carré que nous recevons pendant l’été aux heures de la journée les plus ensoleillées, ne produisent que 100 W d’électricité. « Dans une unité froide traditionnelle, cela représente environ 300 W de puissance frigorifique », explique Serrano.

Pendant ce temps, il existe des systèmes de refroidissement solaire thermique, qui sont plus efficaces et polyvalents. Dans ce cas, à la place des panneaux photovoltaïques, on utilise des panneaux thermo-solaires qui, à l’aide de surfaces réceptrices absorbant ou concentrant le rayonnement solaire, réchauffent un liquide. Ces systèmes sont utilisés pour chauffer l’eau sanitaire dans les maisons et pour les systèmes de chauffage solaire pendant les mois froids de l’hiver. Les chercheurs du CMT-Motores Térmicos concentrent leurs travaux sur ces derniers, afin de les utiliser également en été.

Depuis leurs laboratoires, ils proposent de coupler ces panneaux à des cycles d’absorption ou d’éjection qui permettent de refroidir la pièce en utilisant la chaleur du soleil comme source d’énergie. Dans ces cas, les 1 000 W par mètre carré reçus peuvent être transformés en 500 W de puissance de chauffage grâce à l’huile thermique qui circule à travers les panneaux thermo-solaires. Ensuite, ces 500 W peuvent être transformés en 600 W de puissance de refroidissement dans des cycles d’absorption à haut rendement.

« Avec cet équipement, l’un des avantages est que la capacité de refroidissement augmente avec le rayonnement solaire, qui à son tour coïncide avec les moments où les besoins de refroidissement sont plus élevés », explique Vicente Dolz, professeur à l’UPV et chercheur CMT-Motores Térmicos.

Combinaison parfaite

Alberto Ponce, chercheur à CMT-Motores Térmicos ajoute que l’objectif est d’obtenir la combinaison parfaite entre les différents systèmes et modes d’utilisation des équipements, afin qu’ils offrent à la fois polyvalence et haute efficacité.

« Nous étudions comment combiner de manière simple les cycles d’éjection et de climatisation traditionnels, afin qu’ils permettent d’améliorer l’efficacité du refroidissement traditionnel sans dépendre uniquement des équipements de climatisation solaire. Parallèlement, dans la lignée des stratégies opérationnelles, un La solution intéressante est d’utiliser le réservoir d’huile thermique à haute température pour stocker la chaleur. Cela permet d’avoir une source d’énergie pour le cycle dans les heures qui ont le plus besoin de refroidissement ou lorsque l’irradiation solaire finit par diminuer », ajoute Vicente Dolz.

Et comment cela permettrait-il d’économiser de l’électricité ?

Une unité de climatisation domestique dans le salon a une capacité de refroidissement d’environ 3 500 W. Avec la proposition des chercheurs de l’UPV, avec environ 6 m2 de panneaux thermo-solaires couplés à un cycle d’absorption, pendant les heures d’ensoleillement les plus élevées (midi en été), ces valeurs peuvent être atteintes afin de remplacer totalement l’unité de climatisation traditionnelle par le cycle d’absorption.

« Pour obtenir les 3 500 W de puissance frigorifique, une unité de climatisation traditionnelle consomme environ 1 170 W d’électricité. La technologie que nous proposons permettrait de supprimer cette consommation de nos factures, en profitant du plus de confort possible grâce à la combinaison des panneaux solaires et du cycle d’absorption », conclut Vicente Dolz.

Dans tous les cas, Dolz souligne que la solution proposée par CMT-Motores Térmicos peut également être mise en œuvre en tant que système hybride, où le système de climatisation solaire fournit une partie de la capacité de refroidissement du système traditionnel ou améliore son efficacité, tout en diminuant le la consommation d’électricité.


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Plus d’information:
José Galindo et al, Évaluation numérique du comportement dynamique d’un système de réfrigération solaire à jet-éjecteur équipé d’un jet-éjecteur réglable, Revue internationale du froid (2020). DOI : 10.1016/j.ijrefrig.200.10.019

Fourni par l’association RUVID

Citation: Les systèmes de refroidissement efficaces et à faible consommation fonctionnent avec la climatisation solaire (2021, 7 juillet) récupéré le 7 juillet 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-07-efficient-low-consumption-cooling-solar-air. html

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