Les systèmes à dessiccation (DEC) sont des systèmes ouverts utilisant l'eau comme réfrigérant en contact direct avec l'air. Le terme « ouvert » signifie que le réfrigérant est évacué du système après qu'il a produit son effet refroidissant et qu'une nouvelle quantité de réfrigérant doit être injectée, le tout dans une boucle ouverte. Seule l'eau peut être utilisée comme réfrigérant puisqu'elle est en contact direct avec l'air ambiant.

La technique de climatisation par dessiccation/évaporation se base sur le principe que l'évaporation de vapeur d'eau dans l'air sec réduit sa température. Sous le climat européen, le taux d'humidité de l'air est généralement trop important et il faut d'abord déshumidifier l'air avant de le refroidir.

Légende : Schéma d’une machine à dessication



Source : INES

Le procédé de base est le suivant : l'air neuf provenant de l’extérieur, chaud et humide, traverse une roue à dessiccation où il est déshumidifié. Il est ensuite refroidi grâce à un échangeur thermique puis refroidi à nouveau grâce à un humidificateur qui permet d'ajuster le niveau d'humidité et de température souhaité avant d’être soufflé dans le local à refroidir.
En parallèle, l'air repris dans la pièce est humidifié pratiquement jusqu'au point de saturation pour bénéficier au maximum du potentiel de refroidissement dans l'échangeur thermique avant de ressortir.

La technique de climatisation par dessiccation/évaporation utilise par conséquent un organe de dessiccation qui peut être soit une roue contenant un matériau déshydratant solide (gel de silice par exemple) soit un lit dessicant liquide. Les matériaux dessicants doivent ensuite être régénérés par chauffage (45 à 70°C) afin d'être disponible à nouveau. La chaleur solaire est utile à cette étape.

Les systèmes ouverts constituent actuellement une part relativement faible des installations existantes : de l’ordre de 10 à 15 %.

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Panorama des technologies de rafraîchissement solaire les plus couramment utilisées



Source : Rhônalpénergie-Environnement

Installation globale

De manière générale, les installations solaires de production de froid sont composées des éléments suivants : un champ de capteurs solaires et son circuit primaire, un échangeur et un circuit secondaire qui alimente la machine à froid, une machine à absorption ou à adsorption ou un système DEC et un système de régulation général.

Des ballons d’eau supplémentaires et des systèmes d’appoint en chaleur peuvent être installés pour servir de stockage et assurer la production de froid en dehors des périodes d’ensoleillement. Autant la climatisation solaire est une utilisation optimale de l'énergie solaire sur une base de temps annuelle, contrairement au chauffage solaire, puisque les besoins sont en phase avec la ressource solaire, autant ceci n'est pas vrai à l'échelle quotidienne. Les besoins peuvent être décalés par rapport à l'ensoleillement ou inexistant (locaux non occupés) et le ballon tampon permet de stocker l'énergie fournie par les capteurs pour l'utiliser le moment voulu, explique l’INES.

Légende : schéma simplifié d’une installation



Source : outils-solaire

À l’instar d’un climatiseur traditionnel, les machines frigorifiques à absorption et adsorption rejettent de la chaleur qu’il faut évacuer. Les installations sont donc équipées d’une tour de refroidissement ou d’un système de stockage de chaleur par géothermie.

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