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N°5 - Irrigation des capteurs - niv 4 à 3

N°5 - Irrigation des capteurs - niv 4 à 3
En formation de niveau 5 (CAP), on n'étudiera pas ce §.



Plus les capteurs sont chauds, plus importantes sont leurs pertes thermiques.

De ce fait, quelles que soient les apparences, moins les capteurs seront chauds et plus la puissance récupérée sera importante.


Question

Q1: Les 2 capteurs ci-dessous sont identiques, mais irrigués différemment.
Lequel des 2 capteurs assure la plus grande récupération? Pourquoi

Malgré les apparences, le capteur qui permet la plus grande récupération est le capteur n°2, car sa température moyenne est plus faible que celle du capteur n°1.
De ce fait, il présente moins de pertes thermiques et sera le plus performant.
Le " grand réchauffage " sur le capteur n°1 n'est que le signe d'un faible débit d'irrigation et non celui d'une grande puissance récupérée.


L’important écart de température aux bornes du capteur n° 1 n’est donc pas le signe d’une bonne récupération, mais le symptôme d’une faible irrigation.

Il est donc souhaitable que le débit d’irrigation des capteurs soit suffisamment important et aussi homogène que possible entre les différents capteurs.
Le débit des pompes correspond à la puissance des capteurs (de l’ordre de 800 [W/m²]), pour un écart de température de l’ordre de 5 à 10 [°C] pour des capteurs en parallèle et de 10 à 20 [°C] pour des capteurs en série.

Question

Q2: Les 4 [m²] de capteurs ci-dessous sont raccordés en parallèle.
Donnez un ordre de grandeur du débit du circulateur de l'installation ci-dessous.

280 [l/h] à 560 [l/h]

 

Explication :

qv = P / (1,16 x ΔT)

Les capteurs sont raccordés en parallèle.
A raison d’une puissance de 800 [W/m²], le débit sera de l’ordre de :

Pour un écart de 10 [°C] :
qv = 3,2 / (1,16 x 10) = 0,28 [m³/h] mini

Pour un écart de 5 [°C] :
qv = 3,2 / (1,16 x 5) = 0,56 [m³/h] maxi

Question

Q3: Les 4 [m²] de capteurs ci-dessous sont raccordés en série.
Donnez un ordre de grandeur du débit du circulateur de l'installation ci-dessous.

140 [l/h] à 280 [l/h]

 

Explication:

qv = P / (1,16 x ΔT)

Les capteurs sont raccordés en parallèle.
A raison d’une puissance de 800 [W/m²], le débit sera de l’ordre de :

Pour un écart de 20 [°C] :
qv = 3,2 / (1,16 x 20) = 0,14 [m³/h] mini

Pour un écart de 10 [°C] :
qv = 3,2 / (1,16 x 10) = 0,28 [m³/h] maxi

Question

Q4: Sur l'installation ci-dessous, les capteurs sont identiques.
Lequel des 3 capteurs assure la plus grande puissance récupérée? Pourquoi

Lorsque les capteurs sont raccordés en série:
  • Le premier capteur alimenté (n°3 sur le schéma) récupère le plus car il est à la température moyenne la moins élevée.
  • Le dernier capteur alimenté (n°1 sur le schéma) récupère le moins car il est à la température la plus élevée.

Question

Q5: Sur l'installation ci-dessous, les capteurs sont identiques.
Quel est le capteur le mieux irrigué? Quel est le capteur le moins irrigué?
Pourquoi ?

Moins le capteur est irrigué, plus sa température de sortie est élevée (et moins il récupère).
  • Le capteur le moins bien irrigué est le N°2.
  • Le capteur le mieux irrigué est le N°1.

Pour juger de l’irrigation de capteurs (ou de groupes de capteurs) raccordés en parallèle, on peut utiliser un thermomètre infrarouge.
La mesure s’effectuera sur des tuyauteries de retour non calorifugées et dont les surfaces extérieures mates seront de couleurs comparables.
On placera le mesureur à faible distance et bien dans l’axe des tuyauteries (l’objectif n’est pas celui d’une mesure rigoureuse de la température, mais celui d’une simple comparaison des températures pour juger de l’irrigation).


mesureur