Il existe deux types de climatisation solaire : la climatisation solaire photovoltaïque et la climatisation solaire thermique. Nous traitons ici des climatiseurs avec panneaux solaires thermiques. Il s’agit d’un climatiseur à absorption ou adsorption, on parle alors de compression thermique.
Présentation de la climatisation solaire thermique
Cette fois plus besoin d’électricité (si ce n’est pour les circulateurs), la compression mécanique est remplacée par une compression thermique créée grâce à l’élévation de température du fluide à l’intérieur. La chaleur provient de panneaux solaires thermiques. Ce processus permet de produire du froid grâce au fluide contenu dans l’unité de climatisation.
Ce type d’installation permet un fonctionnement toute l’année, en étant utilisé pour produire de l’eau glacée en été (pour la climatisation), de l’eau chaude de chauffage en hiver, et de l’eau chaude sanitaire toute l’année. Cette installation permet de réduire le temps de retour sur investissement, et d’optimiser le système.
Différents cycles de climatisation solaire thermique
Il faut savoir que plusieurs types de climatisation solaire thermique existent. Des différenciations peuvent être faites, on parlera de cycle à absorption ou à adsorption, ou alors de cycle ouvert ou fermé. Si vous souhaitez sauter le pas et vous équiper, seul un expert dans le domaine pourra vous conseiller le meilleur choix de système en fonction de vos besoins, de votre situation, de l’installation existante, et aussi selon votre budget.
Absorption et adsorption : quelle différence ?
Pour les deux types de cycle, on parlera de système à sorption. La différence entre les deux vient donc du sorbant. Dans le cas de l’absorption, le sorbant est liquide. Dans le cas de l’adsorption, le sorbant est solide. En pratique, cette différence ne change pas grand-chose pour votre installation, le fonctionnement est quasi identique.
La différence se fera sur les températures de fonctionnement, le coût de l’installation, la taille et le poids du climatiseur. Aucun des deux n’est meilleur que l’autre, un cycle sera plus ou moins approprié selon les caractéristiques de l’installation à réaliser.
Le cycle ouvert
Le cycle ouvert, est un système où il y a consommation du fluide frigorigène. Il s’agit d’eau vaporiser dans l’air, cette eau n’étant pas récupérée, on parle bien de cycle ouvert. Ce cycle ouvert, est plutôt utilisé dans le domaine tertiaire, car il nécessite un système de traitement d’air avec des débits importants. Ce cycle est appelé DEC (pour dessicant evaporative cooling), en français refroidissement évaporatif.
Pour climatiser un local, l’air souffler va être traité. Il sera d’abord déshumidifié, puis humidifier par vaporisation d’eau. Un principe physique est alors exploité, la vaporisation de l’eau dans l’air, permet de faire chuter sa température de quelques degrés. Plus l’air est asséché, plus le refroidissement sera efficace.
Le cycle fermé
Le cycle fermé, comprend la fameuse compression thermique, remplaçant le compresseur traditionnel électrique d’un climatiseur classique. Ce cycle est appelé tritherme, car il nécessite trois niveaux de température : un niveau de captage (les panneaux solaires), un niveau de rejet vers l’air extérieur, un niveau de production de froid, le local à climatiser.
Lorsque le fluide frigorigène, chargé en sorbant, va être chauffé, sa pression va s’élever naturellement. C’est donc une compression thermique. La compression est importante en climatisation, car elle permet d’obtenir deux niveaux de pression, une basse (BP) et une haute pression (HP). La BP permet de capter la chaleur du local à climatiser, donc le refroidir tandis que la HP permet de rejeter la chaleur capter vers l’extérieur.
Avantages de la climatisation solaire : une climatisation écologique !
L’avantage évident d’une telle climatisation est de profiter d’une énergie gratuite fournie par le soleil. Vous réduisez donc fortement votre consommation d’énergie pour le poste climatisation. La climatisation solaire possède l’avantage d’avoir une production d’énergie qui coïncide avec la demande, limitant ainsi le recours au stockage d’énergie et donc évite de faire grimper inutilement la facture.
La production de chaleur peut servir toute l’année à la production d’eau chaude sanitaire et/ou alimenter le réseau de chauffage en hiver. La multiplication des usages pour un même panneau permet de diminuer le temps de retour sur investissement.
Inconvénients du climatiseur avec panneaux solaires thermiques
Il est cependant important de souligner les quelques inconvénients de la climatisation solaire. Le principal inconvénient de la climatisation solaire thermique est le prix du climatiseur lui-même. Cette technologie n’étant pas encore très répandue, les prix restent très élevés.
Autre inconvénient majeur, ces systèmes sont plutôt conçus pour les grosses à moyennes puissances (environ 35 kW), mais quelques fabricants (Pink, Sortech, Invensor) commercialisent des climatiseurs de plus petites puissances (au minimum environ 8 à 10 kW), compatibles avec certaines installations de maison individuelle. De plus, il s’agit de machines volumineuses.
L’intermittence de l’ensoleillement doit être palliée là aussi, en utilisant des ballons de stockage thermique et en ayant recours à un appoint électrique ou hydraulique de type chaudière.
Installation d’un climatiseur avec panneaux solaires thermiques
Une climatisation solaire ne s’installe pas aussi simplement qu’un climatiseur traditionnel. Il est important de faire appel à un professionnel qui saura vous guider vers le choix le plus adapté à vos besoins, notamment en réalisant une étude de faisabilité. En effet, ces technologies ne sont pas adaptées à toutes les situations.
Il n’existe malheureusement pas encore de signe de qualité relatif à l’installation des climatisations solaires. En revanche, pour la pose de panneaux solaires, des signes de qualité existent. Pour des panneaux solaires thermiques optez pour un professionnel Quali’Sol. Rien ne garantit leurs connaissances sur la climatisation solaire, il existe en revanche quelques rares bureaux d’études spécialisés dans le domaine.
Prix d’une climatisation solaire
Le prix d’une climatisation solaire varie en fonction, notamment, de son type : photovoltaïque ou thermique. Concernant les panneaux solaires thermiques, les prix oscillent entre 400 et 700 € par m² de panneaux. Pour une maison individuelle, il faut compter entre 20 et 30 m² selon la localisation et le type de panneaux. Pour le climatiseur, prévoyez au moins 10 000 €, plus tous les accessoires nécessaires (ballon de stockage, appoint électrique, tuyauterie, vannes, régulation).
Pour une installation de 10 kW, l’enveloppe globale atteint les 25 000 €. Il ne faut pas s’arrêter sur ce chiffre très important, mais se dire que le système est capable (s’il est bien dimensionné) de produire de la climatisation, du chauffage et de l’eau chaude sanitaire, quasi gratuitement toute l’année. Il est possible d’obtenir certaines aides financières, notamment de la part de l’ADEME dans le cadre du projet Émergence finançant des projets pilotes pour la climatisation solaire.