Que sont les fluides et comment sont-ils utilisés dans Polysun ?

Polysun a été conçu de manière à ce qu’il soit possible de construire n’importe quel système solaire à partir de composants prédéfinis. La première étape de la simulation consiste donc à analyser la structure d’une installation. Pour ce faire, les domaines de fluides sont identifiés dans l’ordre, puis les circuits de fluides.

Définition : le terme « fluide » désigne le liquide qui traverse les composants et transporte l’énergie. Comme le fluide contient souvent différentes substances, il existe dans Polysun le catalogue des fluides de base avec les substances pures (comme l’eau, l’éthylène glycol, le propylène glycol), ainsi que le catalogue des mélanges de fluides avec les liquides utilisés dans la réalité (comme l’eau potable, le mélange d’éthylène, le mélange de propylène).

Définition : un domaine de fluide est une zone hydraulique contiguë contenant un fluide commun. Une installation se compose typiquement de plusieurs domaines de fluide. Les composants de l’installation appartenant à un domaine de fluide sont traversés par le même fluide.

Définition : un domaine de fluide se compose d’un ou de plusieurs circuits de fluide. Dans un circuit de fluide, il y a toujours un seul générateur de débit. Les résultats sont déterminés pour les circuits de fluides (pas pour les domaines de fluides).

Les conditions climatiques en Europe centrale exigent que les installations solaires résistent à des températures négatives. Cela empêche par exemple de produire directement l’eau chaude nécessaire dans le capteur. Lorsque l’eau du robinet gèle dans le capteur, elle détruit le capteur par sa dilatation. L’eau du robinet présente en outre l’inconvénient d’entartrer le capteur avec le temps.

Pour que le fluide caloporteur réponde aux exigences mentionnées, l’eau normale est mélangée à une certaine quantité de glycol. Dans de nombreux cas, on utilise de l’éthylène glycol (par ex. Antifrogen L) ou du propylène glycol (par ex. Antifrogen N) comme antigel. Comme le fluide circule dans un circuit fermé, le problème de l’entartrage n’est pas aigu. Il convient de tenir compte de différents points de vue lors du rapport de mélange :

• La capacité thermique du fluide diminue avec l’augmentation de la concentration en glycol
• La ténacité augmente avec un taux de glycol plus élevé (problème de perte de pression)
• Le point de congélation diminue avec l’augmentation de la teneur en glycol
• Le point d’ébullition augmente avec la teneur en glycol
• Il faut tenir compte des processus chimiques possibles, en particulier lors des transitions entre différents métaux.
• La résistance à la chaleur des fluides doit être prise en compte

À partir d’une certaine concentration, le fluide gélifiant ne pose plus de problème, car il ne gèle plus comme de la glace (cristalline), mais acquiert une structure granuleuse et sablonneuse. Il ne peut plus avoir d’effet explosif. L’effet mentionné se produit à partir d’une part de volume de 33 % (propylène glycol) ou de 38 % (éthylène glycol). Polysun permet de définir la concentration en glycol.