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idées vers l’autonomie énergétique

Par philippe crassous
7-05-2013

capteurs à tubes et miroirs horizontaux : circulation du fluide caloporteur

Les tubes sous vide recourent habituellement à un système de transmission de la chaleur vers le collecteur, U pipe ou caloduc pour les intimes. Le caloduc se prête mal à une disposition proche de horizontale que requiert cette architecture ; le U pipe pourrait convenir. Mais les deux sont un peu complexes et font appel à des matériaux nobles à forte énergie grise, alu et surtout cuivre. Pour réduire l’emploi de ces matériaux, j’envisage de faire passer directement le fluide caloporteur dans les tubes, avec un dispositif de chicanes simple et léger : La cloison sépare l’intérieur du tube en deux parties, mais ne va pas jusqu’au fond du tube : ainsi le fluide caloporteur est obligé de circuler dans tout le tube, en étant qui plus est directement en contact avec la paroi chaude du tube. La chaleur est transmise au fluide sans intermédiaire, contrairement aux autres systèmes de transmission de chaleur ; le rendement est en théorie meilleur, avec moins de matière et une réalisation bien plus simple. La largeur de cette cloison est donc au moins égale à la largeur du tube intérieur, avec au moins une pliure ou courbure afin d’apporter un peu d’élasticité pour plaquer à la paroi du tube sous vide tout en pouvant absorber les dilatations sans pression excessive sur cette paroi. Cette conformation en s ou z semble la meilleure, avec deux courbures ou pliures de sens opposés qui séparent le tube en deux parties égales. La matière de cette cloison peut être inox, cuivre, laiton… ; une très faible épaisseur est suffisante, les pressions sont quasiment égales des deux côtés de la cloison. Et une étanchéité parfaite n’est pas nécessaire.

Par contre l’étanchéité entre le tube et le collecteur doit être parfaite, avec un joint qui reste souple, résistant à la déchirure et aux très hautes températures : en effet un tube sous vide sans liquide à l’intérieur grimpe à déjà à 200°, sans miroir… alors avec miroir, même en hiver, il faut prévoir bien plus chaud. Un casse tête pour lequel j’ai aussi une recette, facile à réaliser et ultra fiable.

Circuit du fluide caloporteur entre capteur et cumulus :

Le problème généré par le passage du fluide caloporteur directement dans le tube sous vide en verre est que toute pression est à bannir. Problème ? pas du tout, bien au contraire : la solution apporte un cortège de simplifications par rapport à la plupart des systèmes existants : un circuit ouvert, autovidangeable, où l’eau du cumulus circule directement dans le capteur. Il n’y a pas besoin d’antigel, les tubes en position horizontale se vident complètement chaque soir. Économie d’antigel : de l’argent et de la pollution en moins. Mais aussi : une économie de vase d’expansion et absence de risque de surpression en cas de surchauffe. Autre avantage de taille, l’eau chaude sanitaire est contenue dans un serpentin immergé dans le cumulus : le cumulus n’est donc soumis à aucune autre pression que celle générée par le poids de l’eau contenue à l’intérieur, ce qui est déjà pas mal mais pourtant un grand soulagement pour son enveloppe, puisque les cumulus sont habituellement soit soumis à la pression du circuit capteurs, soit, pire, à la pression du réseau d’eau. Ceci ouvre la porte à des cumulus nettement plus économiques, j’essaierai de dédier un prochain article à ce sujet. Et aussi à bien d’autres, d’ailleurs.

COMMENTAIRES ( 2 )
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  • Ravi de votre intérêt. Le système BySun a en effet des similitudes avec mon dispositif, notamment de l’eau comme fluide caloporteur et un fonctionnement à pression atmosphérique. En mettant le tube à l’horizontale, on supprime encore un échange et l’eau est directement chauffée à l’intérieur du tube sous vide. C’est vrai que l’autovidange peut être incomplète, si le tube n’est pas parfaitement horizontal. Par rapport au gel, un peu d’eau ne risque rien. C’est du moins ce que me laisse supposer une expérience simple : un récipient de verre rempli d’eau, fermé, mis au congélateur, n’éclate que s’il est presque plein ; quand le volume disponible dans le récipient ne permet pas de loger le liquide à sa dilatation maximale.

    25.03 à 22h50 - Répondre - Alerter
  • Cette technologie m’intéresse. A part BySun qui en parle et propose du drain back, je ne trouve pas de fabricants de ce type de tubes ; enfin je pense que l’autovidange peut être incomplète selon la disposition du tube par rapport à la verticale.
    Merci de votre réponse

    25.03 à 17h29 - Répondre - Alerter
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