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Sommaire :

Introduction

Dans un système solaire thermique, la pompe et le circulateur jouent un rôle essentiel dans le bon fonctionnement du système.

Ces deux composants travaillent ensembles pour déplacer efficacement le fluide caloporteur à travers le système, facilitant ainsi le transfert de chaleur entre les capteurs solaires, le fluide et le réservoir de stockage. 

Leur coordination précise assure une circulation continue et une distribution uniforme de la chaleur générée, en résulte une performance optimale du système solaire thermique, maximisant ainsi le rendement énergétique global.

Ces éléments ne sont pas simplement des composants, mais des acteurs clés dans l'efficacité et la gestion fluide de l'énergie thermique.

La différence entre une pompe et un circulateur 

Dans le domaine du solaire thermique, les différences entre une pompe et un circulateur résident dans leurs rôles spécifiques et leurs modes de fonctionnement.

Une pompe est chargée du déplacement général du fluide caloporteur entre les capteurs solaires et le réservoir de stockage thermique.

  • Son action permet de transférer la chaleur captée par les capteurs solaires vers le réservoir pour y être stockée en vue d'une utilisation ultérieure.

Un circulateur joue un rôle plus précis en assurant une circulation continue et uniforme du fluide caloporteur dans le système.

  • Conçu pour maintenir une circulation constante, le circulateur optimise l'efficacité globale du système en minimisant les pertes de chaleur et en garantissant un transfert thermique efficace.

Ainsi, bien que les deux appareils soient souvent associés, leurs fonctions distinctes contribuent à maximiser les performances et la durabilité des installations solaires thermiques.

Voici quelques distinctions générales entre une pompe et un circulateur dans le contexte des systèmes de chauffage et de refroidissement :

La pompe solaire 

Dans le domaine des systèmes de chauffage et de refroidissement, le terme "pompe" fait référence à un dispositif dédié au déplacement du fluide caloporteur au sein du système. Un exemple concret de cela serait une pompe de circulation d'eau utilisée dans un système de chauffage central.

Les applications des pompes sont variées, englobant le transfert de liquides dans des contextes industriels, le pompage d'eau dans les stations de traitement des eaux, entre autres. 

Une manifestation spécifique de cette technologie est la pompe à chaleur solarothermique, une solution novatrice intégrant l'énergie solaire thermique et la technologie de pompe à chaleur air-eau conventionnelle.

Cette approche représente une alternative prometteuse pour répondre aux défis posés par les sources d'énergie renouvelables. La pompe à chaleur solarothermique privilégie l'utilisation de l'énergie solaire, n'activant la pompe à chaleur air-eau que lorsque l'apport solaire est insuffisant. 

Son rôle principal est de chauffer le réseau d'eau intérieur, offrant une efficacité accrue par rapport à une chaudière conventionnelle.

En plus d'être économique, cette technologie s'inscrit dans une perspective écologique, permettant de couvrir jusqu'à 80% des besoins énergétiques d'une maison pendant la période estivale.


Le circulateur solaire 

Un circulateur est un type spécifique de pompe conçu pour les systèmes de chauffage hydroniques, tels que les systèmes de chauffage central, les planchers chauffants, et les systèmes solaires thermiques

Les circulateurs sont généralement plus petits et plus spécialisés que les pompes générales. Ils sont conçus pour assurer une circulation constante et régulière du fluide caloporteur dans le système.

Les circulateurs sont souvent équipés de fonctionnalités spéciales, comme des contrôles de vitesse variables, pour optimiser l'efficacité énergétique du système.

Le nom "circulateur" est généralement attribué aux pompes spécialisées déployées dans des applications précises, en particulier dans les systèmes de chauffage hydroniques.

Ces distinctions peuvent sujet à des variations en fonction des régions géographiques et des normes industrielles spécifiques.

Il est essentiel de noter que, dans le cadre des systèmes solaires thermiques, l'utilisation du terme "circulateur" se réfère fréquemment à la pompe spécifique employée dans le système.

Le choix d’un circulateur ou d'une pompe  

Le choix d'une pompe ou d'un circulateur pour un système spécifique dépend de plusieurs facteurs. Voici quelques éléments à prendre en compte pour bien choisir votre pompe ou circulateur :

  • Débit requis :

Déterminez le débit de fluide nécessaire pour votre système en fonction de la taille de votre installation, du type de capteurs solaires ou d'autres composants. Assurez-vous que la pompe peut fournir le débit requis pour un transfert de chaleur efficace.

  • Charge de travail ou de pression :

Considérez la charge de travail ou la pression nécessaire pour surmonter les résistances au sein du système, telles que les capteurs solaires, les conduites et les échangeurs de chaleur. Choisissez une pompe capable de répondre à ces exigences de charge de travail.

  • Efficacité énergétique :

Optez pour une pompe ou un circulateur énergétiquement efficace. Les circulateurs à vitesse variable peuvent ajuster leur vitesse en fonction des besoins, ce qui peut contribuer à des économies d'énergie en optimisant la performance du système

  • Compatibilité avec le fluide caloporteur :

Assurez-vous que la pompe est compatible avec le fluide caloporteur utilisé dans votre système (par exemple, un mélange d'eau et de glycol). Certains circulateurs sont spécialement conçus pour résister aux conditions spécifiques des fluides solaires.

  • Taille et configuration du système :

Considérez la taille physique de la pompe et assurez-vous qu'elle s'intègre correctement dans l'espace disponible dans votre installation. Certains systèmes solaires thermiques peuvent avoir des contraintes d'espace, en particulier sur les toits.

  • Niveau sonore :

Si la pompe est installée dans un endroit sensible au bruit, considérez le niveau sonore de la pompe. Certains modèles de circulateurs sont conçus pour être particulièrement silencieux.



Le choix d’une pompe peut être réalisé grâce à un diagramme de performances :



Choisir la pompe appropriée pour une application spécifique peut sembler une tâche complexe, mais avec l'aide d'un outil graphique appelé "diagramme de performances", cette décision peut être simplifiée. 

Ce diagramme, représenté sous la forme d'une courbe Q-H (débit-hauteur de refoulement), offre une compréhension visuelle du comportement d'une pompe dans diverses conditions opérationnelles.

Dans ce diagramme, l'axe horizontal représente le débit, c'est-à-dire la quantité de fluide que la pompe est capable de déplacer par unité de temps. À l'inverse, l'axe vertical représente la hauteur de refoulement, également connue sous le nom de pression, qui indique la force nécessaire pour surmonter la résistance du système et déplacer le fluide à une certaine hauteur.

La courbe tracée sur le diagramme de performances illustre les capacités de la pompe en termes de débit et de pression. Chaque point sur cette courbe correspond à une combinaison spécifique de débit et de pression que la pompe peut fournir. Ainsi, en examinant cette courbe, on peut déterminer comment la pompe réagit à différentes demandes de débit et de pression.

Le point où la courbe de performance de la pompe rencontre les besoins spécifiques du système est appelé le "point de fonctionnement". Il indique les conditions réelles dans lesquelles la pompe sera utilisée. Idéalement, on souhaite que ce point de fonctionnement soit situé dans la plage où la pompe fonctionne de manière optimale, offrant ainsi une efficacité maximale.

Pour garantir une performance stable et fiable, il est souvent recommandé d'ajouter une marge de sécurité au point de fonctionnement. Cette marge permet à la pompe de répondre efficacement aux variations de charge et aux fluctuations du système sans compromettre ses performances.

Le diagramme de performances est un outil essentiel pour choisir la pompe la mieux adaptée à un système spécifique. En ajustant le débit et la pression, il permet de garantir une efficacité optimale tout en assurant la fiabilité et la stabilité de l'ensemble du système.

Le fonctionnement d’un circulateur et d’une pompe  

Explications du fonctionnement :

Attraper la chaleur du soleil : Les panneaux solaires spéciaux attrapent la chaleur du soleil et la transforment en chaleur. Cela réchauffe le liquide spécial à l'intérieur.

Transférer la chaleur au liquide spécial : La pompe ou le circulateur aspire le liquide chaud des panneaux solaires et le fait circuler dans tout le système.

Apporter la chaleur au réservoir de stockage : Le liquide spécial chaud transporte la chaleur jusqu'à un gros réservoir où elle est stockée pour être utilisée plus tard.

Une fois que le liquide spécial a donné sa chaleur au réservoir de stockage, il retourne aux panneaux solaires pour être réchauffé à nouveau par le soleil.

La pompe ou le circulateur continue de faire circuler le liquide spécial entre les panneaux solaires et le réservoir de stockage. Cela permet un transfert de chaleur efficace.

En résumé, la pompe ou le circulateur dans un système solaire thermique aide à déplacer le liquide spécial chauffé par les panneaux solaires vers le réservoir de stockage thermique.

Cela permet une utilisation maximale de l'énergie solaire captée. C'est un processus qui se répète en boucle pour produire de l'eau chaude ou soutenir le chauffage de l'espace.