Les absorbeurs : matériaux et modèles

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Des balbutiements des années 1980, souvent de vieux radiateurs de chauffage peints en noir, aux techniques les plus modernes d’aujourd’hui, un grand nombre de matériaux et de concepts d’absorbeurs ont été utilisés dans les panneaux solaires thermiques plans.

Essayons d’y voir plus clair !

Qu’est-ce qu’un absorbeur ?

Avant de parler des matériaux utilisés, il faut bien comprendre ce qu’est un absorbeur dans un panneau solaire thermique.

Sa fonction première est de transformer la lumière du soleil en chaleur.

Pour cela on utilise un fluide caloporteur (de l’eau ou de l’eau avec un antigel) pour transporter vers le ballon de stockage, la chaleur produite, on parle alors de chauffe-eau solaire.

En conséquence, l’absorbeur doit posséder un réseau de canaux dans lesquels le fluide caloporteur peut circuler.

Ce réseau de canaux, en général, couvre toute la surface du panneau.

Dans la pratique, on choisit un intervalle de 100 à 120 mm entre les tubes.

Cela représente un compromis entre une évacuation optimale de la chaleur, une faible inertie thermique, et une utilisation réduite des matériaux pour garder un coût de fabrication le plus bas possible.

Absorbeur à soudure laserAbsorbeur à soudure laser

Les matériaux des premiers absorbeurs

L’acier : matériau facile à trouver, cela a été aussi le premier utilisé. Il s’est avéré que les absorbeurs en acier étaient très sensibles à la corrosion. Ils n’ont pas eu grand succès. On trouvait deux types :

  • Les absorbeurs à serpentin en acier enserré entre deux feuilles d’acier soudées.
  • Les absorbeurs de type « lame d’eau », formés de deux feuilles d’acier soudées par point et soumises ensuite à une forte pression pour « gonfler » les parties non soudées.

L’acier inoxydable : ces absorbeurs constitués d’un serpentin en tubes d’acier inoxydable collés entre deux feuilles d’aluminium pré-embouties, étaient résistants à la corrosion, mais avaient un rendement faible, à cause d’une perte de contact entre les tubes et les feuilles d’aluminium.

L’aluminium : ces absorbeurs avaient l’inconvénient d’être sensible à la corrosion avec certains fluides caloporteurs mal dosés (antigel corrosif). On trouvait deux types :

  • Les absorbeurs « roll-bond », constitués de deux feuilles d’aluminium d’abord recouvertes d’un enduit reproduisant le réseau de canaux. Fortement pressées ensembles, puis soudées, les deux feuilles étaient soumises à un gonflage haute pression.
  • Les absorbeurs aluminium à caloduc avec échangeur de chaleur en acier inoxydable.

Les matériaux des absorbeurs d’aujourd’hui

Le cuivre : les absorbeurs couramment utilisés actuellement sont constitués de tubes en cuivre ou inox, soudés sur une feuille d’aluminium.

Ils ne présentent presque jamais de trace de corrosion, même après 20 ans. On trouve deux types :

  • Les absorbeurs fait de feuilles d’aluminium plaquées de cuivre.
  • Les absorbeurs en tube de cuivre, soudés sur des feuilles de cuivre ou d’aluminium.

Les différents types d’absorbeurs

Les absorbeurs à serpentin : dans ce cas d’absorbeur, c’est un tube en serpentin qui est collé ou soudé sur la feuille de l’absorbeur. Ce concept n’a pas tenu longtemps, à cause des pertes de charges élevées et des difficultés de fabrication. Le seul intérêt, c’est le raccordement en parallèle de plusieurs capteurs.

Les absorbeurs type « échelle » : En raison de l’utilisation des absorbeurs à ailettes, l’absorbeur type « échelle » a conquis une grande part de marché. Plusieurs tubes en parallèle, connectés à un tube aller et un tube retour, sont combinés pour former une échelle. C’est le type d’absorbeur utilisé dans les systèmes à thermosiphon.

Les absorbeurs avec transfert de chaleur sur toute la surface : dans cette conception, les tubes irriguent l’absorbeur entier. L’intervalle entre les tubes est très étroit et ils ont une section très faible. Ils ont un rendement supérieur. Encore peu proposés, ils commencent à prendre de l’importance.

Les types d’absorbeursLes types d’absorbeurs

En conclusion

L’absorbeur est la partie vitale du panneau solaire.

C’est lui qui transforme le rayonnement du soleil en chaleur et transmet cette chaleur au système.


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