SITIOSOLAR - L'énergie solaire pour la climatisation des piscines

La climatisation de l'eau d’une piscine peut être nécessaire dans certains climats ou pendant certaines périodes de l'année où la température diurne est agréable mais l'eau est trop froide pour un bain agréable.

La climatisation des piscines implique l’utilisation d’énergie calorifique pour chauffer l’eau à une température de 24 à 27 ºC qu’elle ne peut atteindre de forme naturelle.

Pour cette application, de grandes quantités d'énergie sont nécessaires car il faut beaucoup de chaleur pour élever la température d’un si grand volume d’eau. De plus, au contact de l’atmosphère, les pertes de chaleur sont importantes.

Chauffer l'eau d’une piscine au moyen d’une source d'énergie fossile conventionnelle suppose un terrible gaspillage car pour y parvenir, il faudrait utiliser une grande quantité de combustible. De plus, ce combustible est très cher, il répand de grandes quantités de CO2 à l'atmosphère et la chaleur se perd très rapidement. Dans beaucoup de pays l'usage d’énergies conventionnelles pour le chauffage de piscines est interdit et seules les énergies renouvelables o les résiduelles d'autres applications, sont autorisées.

La climatisation de piscines au moyen d’énergie solaire est par contre une excellente option; c’est un procédé sûr, très rentable et écologique étant donné qu’il emploie une source d'énergie abondante, inépuisable et totalement propre. C’est pour toutes ces raisons qu’il est si répandu dans plusieurs régions du monde.

En France grâce à la climatisation solaire il est possible d’accroître la période d'utilisation de la piscine de juin à septembre dans les régions plus favorisées climatiquement et toujours avec une température agréable de l’eau.

Principes basiques de la climatisation des piscines.

Le principe basique de la climatisation de n'importe quel espace est d’apporter autant chaleur que celle qui se perd par les murs ou par les cloisons qui délimitent cet espace.

Pour cela, il faut calculer la quantité de chaleur qui se perd en fonction de la conductivité des murs et la relation des températures entre la zone chauffée et l'extérieur. Il y faut aussi considérer les gains de chaleur dus à l'exposition directe aux rayons du soleil ou à d’autres facteurs.

En résumé on peut affirmer qu'il faudra apporter autant d'énergie calorifique que le résultat de la différence entre les pertes et les gains de chaleur. Evidemment si les gains égalent o ils dépassent les pertes, aucun système de chauffage ne sera nécessaire.

Pour le chauffage des piscines les principes suivants sont toujours en vigueur à quelques détails près :

Pour commencer nous parlons d'un espace qui contient de l'eau. L'eau est une substance qui a un très grand pouvoir calorifique, c'est à dire qu’il faut apporter une grande quantité de chaleur pour élever sa température. D'autre part l'eau conserve la chaleur plus facilement que d'autres substances. C'est ce que l’on appelle l’inertie thermique. En comparaison avec l'air, l'eau a besoin d’environ 5 fois plus d'énergie que l'air pour élever sa température d’1 degré C, et elle met aussi beaucoup plus de temps a la perdre.

Il faut aussi mentionner que les piscines sont des espaces à chauffer situés fréquemment en extérieur, qui ont une grande superficie en contact avec l'atmosphère, ce qui produit de grandes pertes de chaleur.

Les raisons pour lesquelles les piscines peuvent perdre de l'énergie calorifique son les suivantes:

L’Évaporation : Dans toutes les surfaces où il y a un contact air – eau, ce phénomène se produit indépendamment de la température ambiante. L'eau en s'évaporant absorbe de la chaleur qu’elle prend de la masse d'eau qui reste à l’état liquide ce qui provoque son refroidissement. Il y aura une évaporation plus ou moins grande selon le niveau de sécheresse et la température de l'atmosphère. L'exposition de la piscine au vent est aussi un facteur grande importance car il représente la cause principale de l'évaporation.

PERTES PAR EVAPORATION

Radiation- C'est la chaleur que perd l'eau de la piscine par irradiation à l'atmosphère. Les nuits fraîches sans nuages sont les plus propices à cette perte de chaleur. Pour les piscines couvertes ce problème n’existe pas.

PERTES PAR RADIATION

Conduction- C’est la chaleur qui se perd par les parois de la piscine. C'est n’est pas une perte importante.

PERTES PAR CONDUCTION

Convection- Pertes provoquées par le contact entre l'eau chaude et l'atmosphère plus fraîche.

PERTES PAR CONVECTION

Renouvellement- Le renouvellement de l'eau de piscine se fait normalement avec de l'eau à température plus froide que celle nous souhaitons.

Les gains d’énergie dans les piscines proviennent presque toujours de la radiation solaire qu'elles reçoivent. Il est donc très important de savoir quelles sont les ombres qui se projettent sur la piscine à chaque heure de jour et à chaque saison.

GAINS D’ENERGIE DUS À L’EXPOSITION SOLAIRE

Le rendement des installations

Les rendements de ces d'installations sont sans doutes les plus hauts de tous les types de systèmes d'énergie solaire car il n’est pas nécessaire d’élever la température au-delà de 27 o 28 degrés maximum, ce qui représente un faible saut thermique et qui a pour conséquence un haut rendement des collecteurs.

Éléments utilisés dans les installations de chauffage de piscines

1-Collecteurs solaires

Pour les installations de chauffage de piscines on peut utiliser des collecteurs solaires plats et des collecteurs spécifiques pour piscines. L'utilisation de collecteurs à tubes sous vide n'est pas recommandable car pour ces valeurs de température le rendement serait inférieur et le prix beaucoup plus élevé.

Collecteurs solaires plats- ce sont les plus utilisés dans les installations d'énergie solaire. Ils sont composés d'une boîte couverte par une vitre pour provoquer un effet de serre. A l'intérieur de la boîte se trouve un absorbeur de couleur noire qui transforme la radiation solaire en chaleur. L'eau qui circule dans des tubes adhérés à l'absorbeur se chauffe quand la radiation solaire tombe sur le collecteur.

Collecteurs spécifiques pour piscines- Ils sont plus simples et économiques que les plats. Ils fonctionnent avec un plus haut rendement pour ces applications. Basiquement ce sont de petits tubes en plastique de couleur noire dans lesquels circule d'eau de la piscine. Le soleil chauffe les tubes et aussi l'eau qui est dedans. Ils sont flexibles et plus simples à installer. N’ayant ni vitre, ni boîte ils sont plus économiques. Ce type de collecteur ne peut être utilisé pour aucune autre application solaire mais pour le chauffage des piscines ce sont les plus compétitifs.

section de collecteurs spécifiques pour piscines

2-Tuyauteries

Les tuyauteries plus fréquemment utilisées sont le PVC ou le polypropylène. On peut utiliser tous les matériaux employés en plomberie sans isolement

3- Pompe hydraulique

C'est l'élément chargé de prendre l'eau de la piscine et de la pomper à travers les collecteurs pour la chauffer Dans certains cas, si la puissance est suffisante, il est possible d'utiliser la pompe à filtrer de la piscine, dans d'autres cas il faudra utiliser une pompe différente.

4- control régulation solaire

Système de senseurs électriques qui arrêtent la pompe automatiquement au moment oú la radiation solaire est suffisante (ciel nuageux ou dans la nuit). De cette façon on profite au maximum de l'énergie solaire et on utilise la pompe seulement le temps strictement nécessaire.

5- Couverture thermique

Elément très recommandable. C’est une couverture d’un matériel plastique isolant qui couvre la piscine pour garder la chaleur dans les périodes moins favorables (lorsque la température baisse ou pendant la nuit) et qui réduit beaucoup les pertes thermiques. Grâce à l'usage de la couverture thermique on réduit très considérablement le nombre de collecteurs nécessaires et aussi le prix de l'installation.

Le nombre de collecteurs à installer sera différent pour chaque piscine parce que les facteurs de pertes et de gains changent d’une piscine à l’autre. Chaque piscine recevra une quantité de radiation solaire différente, elle aura une exposition au vent
particulière et un environnement avec une humidité caractéristique. Tous ces facteurs devront êtres évalués par un professionnel.