Resource Cool - Instructions de construction

5.  Points à considérer

Voici quelques réflexions basées sur mes expériences des deux premières configurations ainsi que d'autres améliorations qui, je pense, peuvent être apportées. Étant donné que les deux systèmes détaillés dans ce document utilisent un compresseur automobile, cela constitue la base des discussions ultérieures. Toutefois, l’utilisation d’un compresseur hermétique ne changerait pas grand-chose.

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Sélection d'un site pour le compresseur et les réservoirs
Pour maintenir les volumes de gaz réfrigérant à un faible niveau, il est recommandé de maintenir le compresseur aussi près que possible du ou des réservoirs d'eau. Cependant, éloigner le(s) réservoir(s) et le compresseur du bâtiment ne devrait pas créer de problèmes, car il est assez facile de pomper l'eau d'un endroit à un autre, mais une meilleure isolation des tuyaux sera nécessaire. Il est bon de planifier et de réfléchir à l’emplacement des panneaux solaires et de l’onduleur ainsi qu’au poids des réservoirs d’eau.

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Dimensionnement du système
Le compresseur doit être sélectionné en fonction des besoins du bâtiment. Ensuite, un moteur triphasé peut être sélectionné en fonction de la taille du compresseur/détendeur. Il est fortement recommandé de souder une base en acier solide avec réglage de la courroie pour ces deux articles, car cela absorbe les forces du système de courroie et contribue à réduire les vibrations. Comme mentionné précédemment, la fabrication d'un tendeur de courroie automatique avec un vérin à gaz au lieu d'un ressort a éliminé les vibrations du système australien.

Solaire et onduleur
L’onduleur doit être dimensionné en fonction de la puissance du moteur. Alors les panneaux solaires peuvent être dimensionnés en fonction de l'onduleur. La plupart des fabricants d'onduleurs recommandent que le kWpv total soit 1,5 fois la taille de l'onduleur - voir le chapitre 6, « Vitesse du moteur et dimensionnement en kW » pour plus de détails sur ce sujet.

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Jours avec peu de soleil
Si vous utilisez le système pour le refroidissement, les journées sans beaucoup de soleil seront généralement plus fraîches, ce qui contribuera à combler le manque de production. Cependant, pour le fonctionnement du système de chauffage, les journées sans soleil aggraveront le problème. Cela pourrait être compensé par une plus grande capacité de stockage pour le réservoir d'eau chaude, mais cela devrait être pris en compte lors du choix des tailles du compresseur, de l'onduleur et du panneau solaire . En théorie, il serait possible d’utiliser un plus grand réservoir pendant des périodes encore plus longues sans soleil.

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Refroidissement nocturne du ballon chaud (été)
Si votre température de l'air en journée est par exemple à 38°C (100F) et que vous utilisez le système pour la climatisation et que vous souhaitez augmenter son efficacité. Vous pouvez alors utiliser l'air de nuit pour pré-refroidir le ballon chaud pour le lendemain. Cela fonctionnerait de la manière suivante : si votre réservoir côté chaud est d'environ 50°C (122F) en fin de journée et que votre température nocturne est d'environ 22°C (71F), vous pouvez faire fonctionner votre ventilateur-radiateur extérieur et votre pompe de circulation pour ramener cette eau à peut-être 25°C (77F) pendant la nuit. C'est un gain conséquent pour un faible apport d'énergie électrique, consommée par la pompe et le ventilateur. S'il est correctement dimensionné, cela signifierait que le lendemain, vous refroidissez votre côté chaud (condenseur) avec de l'eau plus froide que la température de votre air extérieur. Il y a quelques autres éléments à prendre en compte, nécessitant réflexion, et j'en publierai un peu plus dans une date ultérieure.

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Niveau de bruit
J'avais peur que le système soit beaucoup plus bruyant que les autres unités à thermopompe extérieures. C'était plus bruyant, mais il s'agissait en grande partie de hautes fréquences qui sont faciles à bloquer avec une isolation phonique. Ce faisant, assurez-vous que le moteur reçoit toujours suffisamment d’air pour son refroidissement.

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De l'eau à la glace
Il est possible d'augmenter considérablement la capacité thermique du réservoir froid lors du fonctionnement du système de refroidissement. Cela se fait avec un changement de phase du liquide au solide (de l'eau à la glace). La réalisation de ce changement permet de réduire le volume d'eau nécessaire au refroidissement ainsi que de stabiliser la température de l'eau tant qu'il reste de la glace dans l'eau. Il est évident que toute l’eau d’un réservoir ne peut pas être convertie en glace, car le liquide est toujours nécessaire comme moyen de transport.

Configurations d'évaporateur
Dans les deux systèmes, j’ai utilisé un seul tuyau de cuivre en serpentin pour distribuer le « froid » dans le réservoir. Un problème est que dès qu’une couche de glace est créée à la surface du cuivre, elle commence à isoler le cuivre – plus il y a de glace, plus il y a d’isolation. Une façon de lutter contre ce problème serait de diviser le tuyau en cuivre unique en 3 à 4 tuyaux en cuivre plus petits mais plus longs. Cependant, une autre façon de lutter contre ce problème, particulièrement utile en été, serait de créer une plaque de fabrication de glace au fond du réservoir. Il s’agirait d’un système plus complexe et nécessiterait une vanne de dérivation chaude, mais il présente de nombreux avantages. Plus d'informations seront publiées à ce sujet une fois que je les aurai ajoutées au système en Australie.

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Environnements sous le point de congélation
Si vous vivez dans une région où les températures sont négatives pendant de longues périodes, le fait que l'eau coule à travers le radiateur extérieur créera des problèmes. Ce problème peut être résolu en installant un échangeur de chaleur supplémentaire et en utilisant du glycol dans l'unité extérieure ou en utilisant du glycol dans l'ensemble du système. Néanmoins, faire circuler du glycol dans l’ensemble du système est coûteux et serait dommageable pour l’environnement en cas de fuite. Une autre façon de résoudre ce problème serait d'augmenter la capacité de la tuyauterie souterraine ou de déplacer le radiateur dans un petit bâtiment et de canaliser l’entrée et la sortie d'air, mais cela ne fonctionne que si la température diurne est toujours au-dessus de zéro.

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Décharge de chaleur/froid
Si vous utilisez la terre pour évacuer la chaleur ou le froid indésirable, il est bon de sélectionner une zone qui n'est pas sablonneuse et qui présente un taux d'humidité élevé. Cela peut être près du trop-plein d'un réservoir ou de la sortie d'un système d'eaux grises. Il est également possible d’utiliser un ruisseau ou un autre plan d’eau naturel, mais il faut veiller à ne pas trop chauffer/refroidir au risque d’affecter l’environnement naturel.

Types d'isolation
Si le système est utilisé pour la climatisation, il est important d'utiliser un matériau isolant qui n'absorbe pas l'eau. La raison pour cela est d’empêcher l’humidification du matériau isolant par la condensation, ce qui réduirait considérablement sa valeur isolante. Lors de l’isolation des tuyaux ou des réservoirs chauds, il n’y a pas lieu de s’inquiéter de cela.

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Conduite d'eau
Lorsque vous utilisez de l’eau comme moyen de transport thermique, il est important de sélectionner des tuyaux et des conduites capables de supporter la température. La température maximale dépendra du type de gaz utilisé et la température minimale sera de 0°C car vous ne pouvez descendre en dessous qu'en faisant circuler du glycol. Assurez-vous également d'avoir une séparation suffisante entre les canalisations chaudes et froides, notamment à l'emplacement des vannes 3 voies. Si vous avez des tuyaux très courts sur ceux-ci, vous pourriez alors chauffer votre eau froide et refroidir votre eau chaude si la vanne est très proche du réservoir par exemple . Il est également important d'essayer de maintenir les pompes aussi bas que possible dans le système, cela garantira qu'elles ont suffisamment de pression d’entrée pour réduire le risque de désamorçage.

Capacité de stockage
Selon le climat régional, il se peut que l'énergie thermique soit utilisée pendant sa production. Par exemple, en été, la partie la plus chaude de la journée est également celle où le soleil produit le plus d’énergie. Cependant, en hiver, cette énergie thermique est stockée sous forme d'eau chaude jusqu'à plus tard dans la journée, quand la température ambiante diminue ou lorsque les gens rentrent du travail. C’est l’une des raisons pour lesquelles il peut être avantageux d’avoir une plus grande capacité de stockage pour l’eau chaude que pour l’eau froide. La deuxième raison est due à la possibilité d'un changement de phase dans le réservoir froid (de l'eau à la glace), comme indiqué précédemment. Certaines entreprises utilisent le sable comme batterie thermique ; cependant, cela ne fonctionne pas aussi bien que l’eau tant que la température reste inférieure au point d’ébullition de l’eau.

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Contrôler et surveiller le système
Si vous souhaitez configurer le système dans sa forme la plus élémentaire, il n’est vraiment pas nécessaire de disposer d’un système de contrôle. Il n’y en avait pas d’installé sur le système en Sierra Leone. Mais si vous souhaitez quelque chose de plus avancé, comme le système australien, alors vous avez besoin d'avoir des capteurs, des relais, des horloges, etc., pour suivre ce qui se passe et démarrer/arrêter diverses pompes, etc. Pour cela, j'ai utilisé un Arduino : ils sont peu coûteux, fiables et assez puissants. Ils doivent être connectés et programmés, mais cela ne demande pas un niveau d’expertise élevé. Si vous n’avez jamais fait ce genre de chose auparavant, vous pouvez trouver facilement des personnes sur le net qui pourront vous aider.

J'ai acheté et prévu d'installer de nombreux capteurs de température pour le système en Australie, mais je n'ai pas eu le temps de les installer avant mon départ. Ils seront installés plus tard cette année, ce qui rendra le système plus efficace et fournira des données sur la quantité de kW réellement produits, véhiculés par l'eau, en chaud ou en froid.