Chauffe-eau solaire à tubes sous vide : un modèle de récupération de chaleur durable et hautement efficace

Dans le domaine de l'énergie solaire thermique, les chauffe-eau solaires à tubes sous vide, grâce à leur remarquable efficacité de captage de chaleur et à leur longue expérience, sont devenus une solution de production d'eau chaude sanitaire largement répandue dans le monde. Grâce à leur structure unique, ils optimisent la captation de l'énergie solaire, offrant à de nombreuses familles une eau chaude économique et écologique. Cet article analyse en profondeur leur principe de fonctionnement, leurs principaux avantages, leurs scénarios d'application et les points clés pour choisir un chauffe-eau solaire à tubes sous vide, vous offrant ainsi une référence complète.

Principe technique : Art de collecte de chaleur isolé sous vide

Le cœur d'un chauffe-eau solaire à tubes sous vide réside dans ses tubes de récupération de chaleur sous vide entièrement en verre. Chaque tube sous vide s'apparente à une fine bouteille thermos, composée de deux tubes concentriques en verre borosilicaté : 

Couche intermédiaire sous vide : l'espace entre les tubes intérieur et extérieur est évacué sous un vide poussé (≤10-3Pa), éliminant efficacement les pertes de chaleur causées par la convection et la conduction de l'air et obtenant des performances d'isolation extrêmement élevées. 

Revêtement à absorption sélective : La paroi extérieure du tube intérieur est recouverte d'un film d'absorption sélective foncé (par exemple, aluminium-azote/aluminium) par pulvérisation cathodique magnétron. Ce film absorbe le rayonnement solaire au maximum (avec un taux d'absorption supérieur à 94 %), tout en supprimant son propre rayonnement thermique (avec une émissivité extrêmement faible). 

Principe de fonctionnement : La lumière du soleil traverse le tube de verre extérieur, éclaire le film absorbant et est convertie en énergie thermique. La chaleur est transférée au flux d'eau dans le tube intérieur. Le vide permet à la chaleur d'entrer, mais pas d'en sortir, ce qui permet à l'eau de monter rapidement en température. L'eau chauffée pénètre dans le réservoir isolé pour y être stockée par circulation naturelle (effet thermosiphon).

Principaux avantages : pourquoi peut-il résister à l’épreuve du temps ?

1. Efficacité exceptionnelle de la collecte de chaleur 

La couche d'isolation sous vide du tube à vide réduit considérablement l'impact de l'environnement de travail (tel que le temps froid et venteux) sur les performances de collecte de chaleur, lui permettant de maintenir une efficacité de collecte de chaleur élevée même dans des environnements à basse température, avec des performances particulièrement exceptionnelles en hiver. 

Sa structure cylindrique a une certaine capacité à suivre automatiquement la lumière du soleil et peut être exposée au soleil pendant une période plus longue dans la journée.

2. Il a de bonnes performances antigel 

Par temps extrêmement froid, même si la paroi extérieure du tube à vide gèle, l'eau à l'intérieur peut être chauffée en continu, car le vide interne n'absorbe pas la chaleur. Les modèles split, dotés d'un système d'échange thermique secondaire par fluide caloporteur antigel, offrent une meilleure résistance au gel et sont donc adaptés aux régions froides du nord.

3. Économique et rentable 

Avec une technologie de production mature, une chaîne industrielle complète et des coûts de fabrication relativement bas, les chauffe-eau à tubes sous vide sont généralement plus compétitifs en termes de prix terminaux et constituent un choix d'entrée de gamme extrêmement rentable.

4. Pratique pour l'entretien et le remplacement 

Sa conception modulaire permet à chaque tube à vide de fonctionner indépendamment. En cas de dommage, il suffit de le remplacer séparément. Son fonctionnement est simple, ses coûts de maintenance sont faibles et le fonctionnement de l'ensemble du système n'est pas affecté.

Considérations potentielles et analyse objective

Chaque technologie a ses propres caractéristiques, et les chauffe-eau à tubes sous vide présentent également certains aspects qui nécessitent une attention particulière : 

Problème d'entartrage : Dans les régions où l'eau est dure, le tartre est susceptible de se former dans les systèmes de chauffage direct, ce qui peut affecter l'efficacité de la récupération de chaleur et sa durée de vie. Il est recommandé de nettoyer régulièrement ou d'utiliser de l'eau adoucie. 

Résistance à la pression : Le système traditionnel à insertion directe fonctionne sans résistance à la pression et alimente l'eau en fonction de la différence de niveau d'eau. La pression de l'eau pendant la douche peut ne pas être aussi stable qu'avec un système à résistance à la pression. Le modèle à deux jets résout ce problème. 

Résistance mécanique : Bien que le tube à vide lui-même ne soit pas faible en résistance, comparé aux capteurs à plaques plates, le matériau en verre a une très faible probabilité d'être perforé par des conditions météorologiques extrêmes telles que la grêle. 

Exposition à vide et explosion de tubes : Dans les cas extrêmes où des tubes de verre sont exposés longtemps au soleil et où de l'eau froide est soudainement injectée, il existe un risque de fissuration en raison d'une dilatation et d'une contraction thermique inégales. Cependant, les produits de haute qualité subissent tous des techniques de transformation strictes, et ce phénomène est désormais rare.

Scénarios applicables et profils d'utilisateurs

Les chauffe-eau solaires à tubes sous vide sont particulièrement adaptés aux situations suivantes : 

Les utilisateurs vivant aux derniers étages d'immeubles résidentiels à plusieurs étages ou ceux qui possèdent des maisons auto-construites bénéficient de bonnes conditions d'installation de toiture. 

Familles avec des budgets limités qui recherchent des performances de coût extrêmement élevées. 

Les utilisateurs des régions hivernales froides (comme le nord de la Chine) apprécient son excellente résistance au gel et ses performances de collecte de chaleur hivernale. 

Familles qui n'ont pas d'exigences élevées en matière de pression d'eau pendant le bain ou qui ont déjà installé des installations augmentant la pression.

Guide d'achat et d'entretien

Points de sélection : 

Nombre de tubes et capacité : À choisir en fonction du nombre de membres de la famille. En général, une personne correspond à un tube (environ 20 litres d'eau). Pour les familles de 3 à 4 personnes, 18 à 24 tubes sont disponibles, d'une capacité de 150 à 200 litres. 

Qualité du tube à vide : Vérifiez si la couleur du revêtement est uniforme et sans pelage, et si l'agent de dégazage de la surface du miroir au sommet de la couche intermédiaire sous vide est brillant (c'est un signe de degré de vide élevé). 

Réservoir intérieur du réservoir d'eau : les réservoirs intérieurs en émail ou les réservoirs intérieurs en acier inoxydable SUS304 sont préférés car ils ont une meilleure résistance à la corrosion et une durée de vie plus longue. 

Couche isolante : La couche isolante du réservoir d'eau doit être constituée de mousse mécanique en polyuréthane intégrale, d'une épaisseur ≥ 50 mm et d'une densité élevée pour obtenir un bon effet d'isolation. 

Marque et service après-vente : Choisissez des marques connues pour garantir la qualité du produit et une installation et un service après-vente fiables.

Utilisation et entretien 

Vérifiez régulièrement l'agent de dégazage sur la surface supérieure du miroir du tube à vide. S'il devient blanc, cela indique que le niveau de vide a diminué et qu'il doit être remplacé. 

Dans les régions où l'eau est dure, il est nécessaire de nettoyer régulièrement le tartre dans le réservoir d'eau et les tuyaux intérieurs (tous les 2 à 3 ans). 

Si le tube à vide n'est pas utilisé pendant une longue période en été, il peut être partiellement recouvert ou rempli d'eau pour éviter la lumière directe du soleil. 

Lors des nuits d'hiver, le réservoir d'eau peut être vidé ou la fonction de conservation de la chaleur et antigel peut être activée (pour les modèles avec fonctions auxiliaires électriques).

Conclusion

Les chauffe-eau solaires à tubes sous vide sont une technologie fiable qui a été vérifiée par le temps. Il occupe une position importante sur le marché mondial de l'utilisation de l'énergie solaire thermique grâce à son efficacité de collecte de chaleur inégalée, son excellente résistance au gel et son efficacité économique extrêmement élevée. Bien que certains aspects nécessitent une attention particulière, sa technologie mature, sa maintenance pratique et ses performances stables en font toujours un choix judicieux pour de nombreuses familles souhaitant bénéficier d'une vie d'eau chaude écologique. 

En choisissant ce système, vous optez pour une méthode d'économie d'énergie éprouvée par des millions d'utilisateurs, efficace et pratique. Par beau temps, laissez-le vous chauffer, économisez sur vos dépenses et contribuez à la protection de la nature.