Thermosiphon

Un thermosiphon se compose :

• d'une entrée basse de fluide ;
• d'une chambre de chauffage du fluide ;
• d'un conduit vertical (cheminée) positionné en haut de cette chambre;
• d'une sortie du fluide verticale par rapport à l'axe de l'entrée.

Il peut fonctionner en circuit fermé, ce qui est le cas, la plupart du temps, lorsque le fluide est un liquide ou un gaz, à condition qu'il y ait une variation de température du fluide. Dans ce cas la sortie du thermosiphon alimente un radiateur qui dissipe de la chaleur et refroidit le fluide qui revient vers l'entrée basse du thermosiphon.

Historiquement, c’était le système utilisé pour faire circuler l'eau d'un chauffage central en utilisant uniquement:

• l'effet de la chaleur de la chaudière pour faire monter l'eau chaude[N 1] ;
• la gravité pour faire descendre l'eau froide[N 2].

Aujourd'hui, on utilise ce système sur les inserts domestiques, les cyclomoteurs à refroidissement liquide, les réfrigérateurs à gaz des camping-car, etc.

Dans certains cas (mineurs), le thermosiphon fonctionne à l'inverse. La chambre est refroidie, ce qui a pour effet de créer une aspiration du fluide. Le schéma étant alors retourné, la cheminée en bas créant l'aspiration avec la descente du fluide refroidi et Le fluide chaud est donc aspiré.

Chauffage solaire

Capteur solaire thermique à thermosiphon.

Principe de fonctionnement:
1. Extraction d'eau chaude.
2. Réserve d'eau chaude (Boiler).
3. Entrée d'eau chauffée dans le boiler.
4. Capteur solaire thermique.
5. Admission d'eau froide (et recyclage).

Le principe du thermosiphon est utilisé dans certaines installations de chauffage solaire, quand la structure des canalisations le permet, i.e. quand le trajet du liquide caloporteur est sur plusieurs niveaux et n'est pas trop long (comme sur l'installation présentée). Le déplacement du fluide caloporteur, entre le capteur solaire et le ballon d'eau-chaude, s'effectuant uniquement grâce à la convection :

• l'eau la plus froide étant la plus lourde, elle revient "naturellement" au point le plus bas[1],
• Si l'eau sortant du capteur est la plus chaude, donc plus légère, elle a tendance à monter[1] sinon un clapet anti-retour l'en empêche[N 3].

Le cycle s'auto-entretient tant que le capteur reste plus chaud que le ballon d'eau chaude.