Quel est le principe de fonctionnement d’une PAC solarothermique avec des panneaux SPRING MAX ?

Les pompes à chaleur solarothermiques fonctionnent selon le même principe qu’une pompe à chaleur géothermique, c'est-à-dire que des calories sont puisées dans l’environnement (via les panneaux solaires ici) et transportées via un liquide caloporteur pour alimenter l’évaporateur de la pompe à chaleur.

La pompe à chaleur constitue le composant central et contrôle les écoulements du fluide dans les circuits froid et chaud du système. 

Le circuit froid (à gauche de la pompe à chaleur) capte les calories présentes dans l’air extérieur de la maison et dans les rayonnements solaires, via l’échangeur thermique intégré à l'arrière du panneau Dualsun SPRING4, et les transmet à l’évaporateur de la pompe à chaleur. 

Ce circuit doit être rempli d’un fluide caloporteur contenant de l’antigel (le moins visqueux possible à basse température):  Quels sont les glycols compatibles avec les panneaux SPRING4 ? 

Une spécificité de l’intégration des panneaux solaires à ce circuit est l’utilisation d’une vanne mélangeuse (thermostatique ou électronique), comme montre la figure ci-dessus, protégeant l’évaporateur de la pompe à chaleur des températures trop élevées pouvant provenir du champ solaire, notamment pendant la période estivale.

Le circuit chaud (à droite de la pompe à chaleur) distribue les calories générées par la pompe à chaleur aux différents circuits chauffage (radiateurs et/ou plancher chauffant) et ECS de la maison. Cette chaleur est produite grâce à l’énergie électrique consommée par le compresseur en complément aux calories captées par l’évaporateur dans le circuit froid.

Voici une vidéo de présentation du système qui résume le fonctionnement d’un système pompe à chaleur couplée à nos panneaux solaires hybrides SPRING MAX.

Oui, grâce au panneau SPRING4 spécialement conçu pour capter efficacement les calories présentes dans l’air en plus de celles présentes dans le soleil s'il y en a.

Lors de son fonctionnement, la pompe à chaleur exploite dans la source froide un delta de température plus qu’une température absolue. Ainsi si le fluide caloporteur entre à -5°C dans l’évaporateur de la pompe à chaleur et ressort à -10°C par exemple, le rendement de la pompe à chaleur reste très bon.

Dans cet exemple, même si la température de l’air est négative, le fluide va se voir être “réchauffé” lors de son passage dans l’échangeur thermique des panneaux solaires.

Ainsi la pompe à chaleur fonctionne de jour comme de nuit, qu’il fasse beau ou que le temps soit couvert même avec des températures extérieures négatives (jusqu’à la limite donnée par la température minimale côté évaporateur de la pompe à chaleur, après ça c’est l’appoint électrique qui prend le relais).

Pour plus de détails sur l’impact des différents phénomènes pouvant avoir lieu sur l’échangeur thermique des panneaux SPRING MAX en fonctionnement en plein hiver, consultez cette FAQ : Quel est l’impact de la condensation, du givre ou de la neige sur la performance d’un système solarothermique avec des panneaux solaires SPRING4 MAX ?

Une pompe à chaleur eau/eau a une limite de température maximale en entrée de son évaporateur, inférieure à la température de stagnation des panneaux SPRING4 MAX étant de 63°C. C’est pourquoi, nous recommandons d’installer une vanne mitigeuse sur le retour des panneaux, dont la consigne sera à régler selon la limite maximale de la pompe à chaleur.

En cas de démarrage de la pompe à chaleur pour chauffer l’eau chaude sanitaire, la vanne mitigeuse (voir schéma technique plus haut) mélange le retour chaud des panneaux avec le départ froid du captage pour atteindre la température maximale d’entrée de la PAC.

De part la température de stagnation des panneaux à 63°C, il n’y aucun risque pour l’installation lorsqu’elle est à l’arrêt.

Pour observer le fonctionnement d’une vanne mélangeuse vous pouvez consulter cette vidéo :  Installation du régulateur ESBE – CRA

Voici un exemple en fonctionnement en été à Marseille lorsque la température des panneaux solaires était de 45 °C. On voit que suite au déclenchement du circulateur dans le circuit de captage, le débit dans l’installation solaire est limité par l’activation de la vanne mélangeuse. Ce qui a empêché d’avoir des températures trop chaudes (> 35 °C, la consigne de la vanne) en entrée de l’évaporateur malgré une température supérieure mesurée dans les panneaux. 

> Pour connaître la liste des PAC compatibles à ce couplage, consultez cette FAQ.

> Pour connaître comment installer et utiliser une PAC solarothermique, consultez la notice Solaro.