LA TECHNOLOGIE DES CESI Chauffeeau solaire individuel CESI

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LA TECHNOLOGIE DES CESI Chauffe-eau solaire individuel (CESI) Version 01 janvier 2011 3

LA TECHNOLOGIE DES CESI Chauffe-eau solaire individuel (CESI) Version 01 janvier 2011 3

¡ Point N° 2 de la CHARTRE QUALISOL - Préconiser des matériels solaires bénéficiant

¡ Point N° 2 de la CHARTRE QUALISOL - Préconiser des matériels solaires bénéficiant de mécanismes de Certification reconnus à l'échelle européenne (CSTBat, Solar Keymark, …), et être le relais des informations de l'Association Qualit’En. R et des organismes publics, 3. 1 LES DIFFERENTS TYPES DE CHAUFFE- EAU SOLAIRE INDIVIDUEL CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 2

Les différents types de CESI Il existe deux familles de systèmes CESI circulation naturelle

Les différents types de CESI Il existe deux familles de systèmes CESI circulation naturelle (Thermosiphon) Circulation forcée auto vidangeable Sous pression Monobloc Éléments séparés R R nota: l’appoint peut-être INTERNE ou EXERNE au ballon de stockage du CESI. Tous ces différents systèmes sont actuellement éligibles aux primes publiques “Chauffe-Eau Solaire Individuel” ainsi qu’au crédit d’impôt. CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 3

Les différents types de CESI ¡Chauffe-eau thermosiphon monobloc Vue en coupe CESI – Chap.

Les différents types de CESI ¡Chauffe-eau thermosiphon monobloc Vue en coupe CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 4

CAL PAK SUNMASTER CALP AK GIORDANO Les différents types de CESI – Chap. 3

CAL PAK SUNMASTER CALP AK GIORDANO Les différents types de CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 5

Les différents types de CESI ¡Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés ECS EFS CESI –

Les différents types de CESI ¡Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés ECS EFS CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 6

Les différents types de CESI E. ZINC ¡Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés CESI –

Les différents types de CESI E. ZINC ¡Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 7

Les différents types de CESI ¡Chauffe-eau solaire constitué d’éléments séparés, dit à circulation forcée

Les différents types de CESI ¡Chauffe-eau solaire constitué d’éléments séparés, dit à circulation forcée ECS R EFS CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 8

Les différents types de CESI ¡Chauffe-eau auto-vidangeable, à circulation forcée Il existe plusieurs techniques

Les différents types de CESI ¡Chauffe-eau auto-vidangeable, à circulation forcée Il existe plusieurs techniques d’auto-vidangeable La réserve est séparée et située au dessus de l’échangeur. La réserve est située dans l’échangeur de gros diamètre. ZONE HORS GEL Niveau d’eau à l’arrêt ZONE HORS GEL R Bouteille de récupération R Nota : il existe des systèmes avec circulateur toujours immergé et des systèmes avec pompe volumétrique hors du fluide avec une hauteur d’aspiration. CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 9

Les différents types de CESI La réserve est constituée par le volume total du

Les différents types de CESI La réserve est constituée par le volume total du ballon. La production d’eau chaude étant assurée par un serpentin noyé. ROTEX Echangeur sanitaire R ZONE HORS GEL ¡Chauffe-eau solaire auto vidangeable constitué d’éléments séparés, dit à circulation forcée CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 10

Schéma : les principaux composants ¡Un système solaire thermique est constitué de trois parties

Schéma : les principaux composants ¡Un système solaire thermique est constitué de trois parties Système compact intégré Zone de captage Zone de transfert Zone de stockage ECS Vers appoint Ballon de stockage Régulation R Échangeur Clapet anti retour Capteurs solaires Soupape de sécurité Vase d’expansion Pompe de circulation Bidon de récupération CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI EFS 11

Captage Transfert Stockage Appoint Distribution 3. 2 LES CAPTEURS SOLAIRES THERMIQUES CESI – Chap.

Captage Transfert Stockage Appoint Distribution 3. 2 LES CAPTEURS SOLAIRES THERMIQUES CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 12

Technologie : Capteur non vitré • Simples et économiques • Métalliques ou en matériau

Technologie : Capteur non vitré • Simples et économiques • Métalliques ou en matériau de synthèse • Destinés au chauffage des piscines • Peuvent produite l’ECS dans les pays chauds CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 13

Technologie : Capteur plan vitré ¡ Réduire les pertes ¡ Augmenter les gains solaires

Technologie : Capteur plan vitré ¡ Réduire les pertes ¡ Augmenter les gains solaires ¡ Réduire les échanges par convection avec l’extérieur ¡ Créer un effet de serre 1. 2. 3. 4. 5. 6. Le coffre Joint d’étanchéité Couvercle transparent Isolant thermique Plaque absorbante Tubes CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 14

Technologie : Capteur sous vide ¡Composition : une série de tubes transparents en verre

Technologie : Capteur sous vide ¡Composition : une série de tubes transparents en verre de 5 à 15 cm de Ø dans chaque tube: absorbeur vide (<10 -3 Pa) pour éviter les pertes de l’absorbeur traitement sélectif de l’absorbeur pas d’isolation thermique ou de coffre de protection CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 15

Technologie : Capteur sous vide ¡Les tubes doivent être totalement hermétiques (Tout tube non

Technologie : Capteur sous vide ¡Les tubes doivent être totalement hermétiques (Tout tube non hermétique doit être changé pour préserver la performance de l’ensemble du capteur) Couche argentée de baryum (blanc au contact de l’air) CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 16

Technologie : Capteur sous vide Une diversité de techniques ¡Principes de conception pour le

Technologie : Capteur sous vide Une diversité de techniques ¡Principes de conception pour le vide : Le tube sous vide complet Le tube sous vide à effet “Thermos” ¡Principes d’échange de chaleur : Circulation directe du liquide caloporteur Effet « Caloduc » CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 17

Technologie : Capteur sous vide Modèle : - Tube sous vide complet - Circulation

Technologie : Capteur sous vide Modèle : - Tube sous vide complet - Circulation directe du liquide caloporteur VIESSMANN Capteurs sous vide avec absorbeur à ailette et tubes cuivre concentriques pour la circulation du caloporteur. Absorbeurs plats pouvant être orientés permettant ainsi de compléter l’inclinaison du toit. Ces tubes peuvent être placés verticalement ou horizontalement CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI VIESSMANN 18

Technologie : Capteur sous vide Modèle : - Tube sous vide complet - Echange

Technologie : Capteur sous vide Modèle : - Tube sous vide complet - Echange de chaleur à effet « Caloduc » Collecteur isolé Condenseur du caloduc Les tubes sont obligatoirement inclinés pour le fonctionnement du principe « caloduc » (Évaporation – Condensation) Circulation du caloporteur Tube acier étanche Absorbeur Liquide descendant THERMOMAX Tube sous vide CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 19

Technologie : Capteur sous vide Modèle : - Tube sous vide à effet thermos

Technologie : Capteur sous vide Modèle : - Tube sous vide à effet thermos - Circulation directe du liquide caloporteur VAILLANT WAGNER & Co CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 20

Technologie : Capteur sous vide Modèle : - Tube sous vide à effet thermos

Technologie : Capteur sous vide Modèle : - Tube sous vide à effet thermos - Echange de chaleur à effet « Caloduc » Rayonnement direct SUNGEOGET Rayonnement direct en oblique Miroir en inox placé derrière les tubes afin d’améliorer l’efficacité. Rayonnement diffus CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 21

Bilan thermique simplifié Bilan thermique des capteurs Rendement Déperditions Comparaison CESI – Chap. 3

Bilan thermique simplifié Bilan thermique des capteurs Rendement Déperditions Comparaison CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 22

Bilan thermique simplifié ¡Le capteur plan Pertes thermiques Puissance utile Réflexion du vitrage Irradiance

Bilan thermique simplifié ¡Le capteur plan Pertes thermiques Puissance utile Réflexion du vitrage Irradiance Pertes thermiques Irradiance en Watt Réflexion du vitrage en % Pertes thermiques par convection et conduction en Watt Puissance utile en Watt CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 23

Bilan thermique simplifié T 2 ¡Rendement du capteur : E [W/m 2] η 0

Bilan thermique simplifié T 2 ¡Rendement du capteur : E [W/m 2] η 0 : facteur optique, donnés par les avis techniques T 1 H : irradiance solaire en W/m² S : surface des absorbeurs en m² a 1 et a 2 : déperditions du capteur, donnés par les avis techniques Les anciens Avis Techniques donnent : a 2 =0 ΔT : Tm – Text Tm : température moyenne du capteur = (T 1 + T 2 ) / 2 Text : température extérieure CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 24

Bilan thermique simplifié 413 W η 0 : 0. 78 H : 700 W/m²

Bilan thermique simplifié 413 W η 0 : 0. 78 H : 700 W/m² a 1 : 3. 18 700 W a 2 : 0. 04 Tm : (T 1 + T 2 ) / 2 soit (40+50) / 2 = 45 °C Text : 15 °C ΔT : Tm – Text : 45 – 15 = 30 °C CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 25

Bilan thermique simplifié ¡Influence de la température extérieure : 441 W 322 W 700

Bilan thermique simplifié ¡Influence de la température extérieure : 441 W 322 W 700 W Température extérieure : 20°C Température extérieure : 0°C Tm : (T 1 + T 2 ) / 2 soit (40+50) / 2 = 45 °C ΔT : Tm – Text : 45 – 20 = 25 °C ΔT : Tm – Text : 45 – 0 = 45 °C CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 26

Choix de la technologie des capteurs ¡ Courbes de rendement, ramené à la surface

Choix de la technologie des capteurs ¡ Courbes de rendement, ramené à la surface d’entrée, de capteurs solaires thermiques pour un ensoleillement de 1000 W/m². Utilisation piscine Utilisation CESI & SSC Capteur moquette Utilisation climatisation Capteur sous vide Capteur plan très performant. Capteur plan moyennement performant Capteur plan peu performant CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 27

Performances des capteurs ¡Températures de stagnation dans les différents capteurs Capteur souple, genre moquette

Performances des capteurs ¡Températures de stagnation dans les différents capteurs Capteur souple, genre moquette 60° Capteur plan vitré caisson ventilé 170/180°C Capteur plan vitré caisson hermétique 200/230°C Capteur sous vide 250/300°C ¡Ces températures très élevées sont dangereuses : Lors du montage et au remplissage de l’installation, couvrir les capteurs en cas d’ensoleillement En fonctionnement, utiliser les protections contre les surchauffes proposées par les constructeurs CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 28

Captage Transfert Stockage Appoint Distribution R 3. 3 LA BOUCLE DE TRANSFERT CESI –

Captage Transfert Stockage Appoint Distribution R 3. 3 LA BOUCLE DE TRANSFERT CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 29

La soupape de sécurité : son fonctionnement Soupape/Mano : ¡ Elle est placée sur

La soupape de sécurité : son fonctionnement Soupape/Mano : ¡ Elle est placée sur le circuit primaire (capteurs/échangeur ballon) ¡ La soupape est chargée d’évacuer d’éventuelles surpressions ¡ Se référer aux notices techniques proposées par les fabricants pour le tarage. Elle est toujours raccordée à un bac de récupération de fluide Le manomètre : ¡ Il indique, en bar, la pression dans le circuit primaire. Elle nécessite de se référer aux notices techniques proposées par les fabricants. Il est normal de constater une élévation de pression lorsque le circuit primaire est chaud CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 30

 Le circulateur : son fonctionnement ¡Le circulateur permet la circulation du liquide caloporteur

Le circulateur : son fonctionnement ¡Le circulateur permet la circulation du liquide caloporteur entre les capteurs et l’échangeur du ballon ¡Il est commandé par la régulation solaire ¡ Le circulateur fait partie du kit fourni par le fabricant. La majorité des fabricants fournissent des circulateurs à puissance variable 3 positions avec un tableau de choix sur la position à adopter lors de la mise en route du CESI. Cette position est définie en fonction des longueurs aller retour de raccordement des capteurs au ballon, du diamètre du tube utilisé et de la surface de capteurs installés ¡ Par prudence, pour éviter toute détérioration due à la chaleur, on placera le circulateur en amont des capteurs : l’eau y sera moins chaude ¡ Éviter de disposer le circulateur au point bas de l’installation afin que les saletés s’y accumulant ne le détériorent pas CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 31

Le circulateur : son fonctionnement ¡Le circulateur Les circulateurs sont dimensionnées pour vaincre les

Le circulateur : son fonctionnement ¡Le circulateur Les circulateurs sont dimensionnées pour vaincre les pertes de charge du circuit sous la vitesse de circulation maximale autorisée par l’implantation du circuit hydraulique. Les débits de fluide couramment utilisés varient de 40 à 70 l/h par m² de capteur solaire. De nombreux fabricants proposent des débits variables gérés par la régulation solaire, raccordée sur un circulateur standard acceptant un fonctionnement par alimentation séquentielle. – Fonctionnement en « matched flow » (débit variable) CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 32

Le clapet anti-retour : son fonctionnement ¡Dans le cas d’un CESI à circulation forcée,

Le clapet anti-retour : son fonctionnement ¡Dans le cas d’un CESI à circulation forcée, le clapet anti retour est indispensable lorsque le ballon de stockage est disposé au même niveau ou en dessous des capteurs car bien que les tuyaux soient de petits diamètres, en l’absence d’un clapet anti-retour, un thermosiphon pourra se déclencher la nuit en sens inverse et provoquer un refroidissement intempestif du ballon de stockage. Son rôle: créer une résistance suffisante pour empêcher le thermosiphon de s’amorcer un défaut du clapet entraîne une circulation par thermosiphon qui est la cause de pertes thermiques CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 33

Le clapet anti-retour : son fonctionnement ¡Le groupe hydraulique est équipé d’un clapet anti-thermosiphon

Le clapet anti-retour : son fonctionnement ¡Le groupe hydraulique est équipé d’un clapet anti-thermosiphon ¡Un clapet anti-thermosiphon ne doit pas faire oublier la bonne pratique des lyres Vanne ouverte Clapet opérationnel Vanne mi-ouverte Clapet désactivé Vanne fermée Clapet désactivé CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 34

Le vase d’expansion : son fonctionnement ¡LE VASE D’EXPANSION Elément de sécurité indispensable dans

Le vase d’expansion : son fonctionnement ¡LE VASE D’EXPANSION Elément de sécurité indispensable dans une installation de capteurs solaires dont les rôles sont : – – Maintenir la pression dans le circuit, Compenser la rétractation, Absorber la dilatation, Absorber l’évaporation. Le tube d’expansion doit être raccordé directement au circuit hydraulique primaire sans organes de coupure totale ou partiel Doit absorber la dilatation du liquide dans le réseau lors de la montée en température de l’installation solaire. CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 35

Le vase d’expansion : son fonctionnement ¡Fonctionnement du vase d’expansion fermé : • Etat

Le vase d’expansion : son fonctionnement ¡Fonctionnement du vase d’expansion fermé : • Etat du vase à la livraison : • Etat du vase au remplissage : Orifice de raccordement Volume de dilatation (fluide de l’installation) membrane • Etat du vase en condition de dilatation maximale : récipient Valve de pré gonflage CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI Volume de gonflage (azote) Vase à membrane 36

Le vase d’expansion : son fonctionnement ¡La plus part des vases sont constitués d’une

Le vase d’expansion : son fonctionnement ¡La plus part des vases sont constitués d’une membrane élastique séparant les phases gazeuse (azote) et liquide (eau). On en distingue deux grands types du point de vue de leur construction : Vase à vessie Azote Vase à membrane Eau en contact avec la paroi Eau Vessie Pf Azote On rencontre de plus en plus de vases à vessie car leur conception limite les risques de fuite d’azote et la corrosion (pas de contact direct avec la paroi) CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 37

Le vase d’expansion : son fonctionnement Vase solaire Vase chauffage CARACTERISTIQUES FONCTIONNELLES Pression de

Le vase d’expansion : son fonctionnement Vase solaire Vase chauffage CARACTERISTIQUES FONCTIONNELLES Pression de service 4 bar Pression d'épreuve 6 bar Température d'utilisation -10°C / +95°C Vase sur socle de 80 à 1 000 litres CARACTERISTIQUES FONCTIONNELLES Pression de service 4 bar Pression d'épreuve 10 bar Température d'utilisation 20°C / +140°C Résiste aux additifs antigel jusqu’à 50 % CARACTERISTIQUES FONCTIONNELLES Pression de service 3/4 bar Pression d'épreuve 10 bar Température d'utilisation 10°C/+65°C Vase sanitaire CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 38

Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement ¡ Aux points hauts de l’installation, l’air

Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement ¡ Aux points hauts de l’installation, l’air risque de s’accumuler, gênant ainsi la circulation de l’eau. On voit dans la figure suivante que l’air fait coupure dans le circuit : ¡ Il faut prévoir une évacuation de l’air à chaque point haut ¡ On préfère l’utilisation de purgeur manuel en sortie de capteurs (risque de vapeur). Si l’on utilise un purgeur automatique à la sortie des capteurs, alors il devra être de qualité tel qu’il supporte les hautes températures Privilégier les purgeurs manuels en point haut des capteurs CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 39

Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement ¡Purgeur manuel avec report en local technique.

Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement ¡Purgeur manuel avec report en local technique. Bouteille de purge Capteur Il peut être confectionné une bouteille de purge (Tuyau en cuivre diamètre 50 mm par exemple) au point haut de l’installation avec un report capillaire en cuivre diamètre 4 mm muni d’une vanne dans le local technique Tube cuivre de 4 x 6 Vanne en local technique CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 40

Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement ¡Purgeur automatique et bouteille de purge. vis

Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement ¡Purgeur automatique et bouteille de purge. vis de purge séparateur d'air coquille de protection Isolant ¡ ¡ ¡ Montage sur le départ (chaud) Actif uniquement lors de la mise en service et de la maintenance Protection parfaite contre les intempéries Recommandée dans le cas de plusieurs champs de capteurs Pas indispensable si le remplissage du circuit solaire est réalisé à l’aide d’une station de remplissage CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI Composants et sous-systèmes des installations solaires thermiques 3 -39 41

Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement ¡Dégazeur sur la conduite CESI – Chap.

Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement ¡Dégazeur sur la conduite CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 42

Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement CESI – Chap. 3 – La technologie

Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 43

Les conduites de liaisons : différents types ¡Canalisations en cuivre ou en inox Ne

Les conduites de liaisons : différents types ¡Canalisations en cuivre ou en inox Ne jamais utiliser du tube PER ou multicouche. Risque de dégradation rapide avec les températures ! Flexibles inox, doubles, isolés, avec câble pour la sonde capteurs. DN 12, 16, 20, 25, 32, 40. Au détail ou en couronne de 15, 20, 25 ou 30 mètres … Ne pas utiliser à la fois dans un circuit du cuivre et de l’acier galvanisé : électrolyse et dégradation du circuit par corrosion assurées !!! CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 44

Les conduites de liaisons : l’isolation ¡Réduire les pertes de distribution Epaisseur 19 mm

Les conduites de liaisons : l’isolation ¡Réduire les pertes de distribution Epaisseur 19 mm Résistant aux UV en extérieur Protection mécanique si nécessaire Emission des canalisations en W/m ECS à 55°C – air ambiant à 15°C Diamètre Non calorifugées Mal calorifugées Bien calorifugées DN 15 36 16 8 DN 20 46 17 9 DN 25 57 19 10 DN 32 72 23 11 CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 45

 Protection contre le gel ¡ Comme pour tous les circuits de fluide en

Protection contre le gel ¡ Comme pour tous les circuits de fluide en plein air, il faut prévoir une protection contre le gel, pour éviter de faire éclater le capteur et les conduites en hiver ¡ Il est important d’utiliser un antigel de qualité alimentaire (exemple : mélange à base de mono propylène glycol : MPG) destiné aux installations de chauffage (et non à base d’éthylène). L’antigel est fourni par le fabricant de CESI et ne doit être en aucun cas rejeté à l’égout -50 -40 ¡ Dans tous les cas, le mélange eau-antigel doit être aussi homogène que possible, sinon l’antigel risquera de s’accumuler dans certains endroits : bien brasser l’eau et l’antigel avant de faire le plein - + -40 -30 1. 25 -40 -20 1. 15 -30 -10 -20 -10 Le réfractomètre et les différentes échelles de mesures existantes dans l’appareil CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI PROPYLENE GLYCOL 0 ETHYLENE GLYCOL 0 0 WATERLINE 46

Protection contre le gel ¡ Produit concentré antigel et anticorrosion pour installations d’énergie solaire.

Protection contre le gel ¡ Produit concentré antigel et anticorrosion pour installations d’énergie solaire. ¡ Liquide Caloporteur – sans nitrite. ¡ Fluide spécial à base de glycol. • Aspect liquide limpide, incolore • Point d’ébullition > 150° C • Point de congélation < - 50° C • Densité à 20°C 1. 054 – 1058 g/cm 3 • p. H 7. 5 – 8. 5 ¡ Vieillissement précoce du produit au dessus de 170°C ou 280°C. ¡ Antigel différent suivant capteur plan ou sous vide. Protection des installations solaires minimum -25°C (à voir suivant la zone géographique). Contrôle régulier du produit : limpidité, protection au froid et p. H. CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 47

3. 4 LA RÉGULATION : SON FONCTIONNEMENT ET LES RÉGLAGES CESI – Chap. 3

3. 4 LA RÉGULATION : SON FONCTIONNEMENT ET LES RÉGLAGES CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 48

Régulation Eau chaude Tc R Capteur solaire Ballon de stockage Régulation Circulateur Tb Eau

Régulation Eau chaude Tc R Capteur solaire Ballon de stockage Régulation Circulateur Tb Eau froide ¡ La chaleur doit aller des CAPTEURS au STOCKAGE et non l'inverse. ¡ La mise en route et l'arrêt de la circulation sont effectués par un REGULATEUR qui mesure constamment : Tc : température en sortie des capteurs Tb : température en bas de ballon ¡ Un comparateur intégré au régulateur calcule la valeur correspondant à l’écart de température ¡ Tc - Tb (température sortie capteur – température bas du ballon) : T. CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 49

Régulation ¡La valeur calculée DT est alors comparée aux différentiels d’arrêt et de démarrage

Régulation ¡La valeur calculée DT est alors comparée aux différentiels d’arrêt et de démarrage : Le circulateur démarre lorsque T = Tc - Tb > DD = différentiel de démarrage Le circulateur s’arrête lorsque T = Tc - Tb < DA = différentiel d'arrêt ¡Les valeurs de DD et DA sont réglables par l’installateur. Certaines régulations déterminent le DA Eau chaude Tc Ballon de stockage R Capteur solaire Régulation Circulateur Tb CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI Eau froide 50

Régulation à débit constant 1 T°capteur 2 DD = T°ballon + 8°C 3 DA

Régulation à débit constant 1 T°capteur 2 DD = T°ballon + 8°C 3 DA = T°ballon + 4°C 50 4 T°ballon 45 Température [°C] 55 40 1 35 3 30 4 2 25 20 Etat 08: 00 du Circulateur Marche 100% 09: 00 10: 00 11: 00 Heure Arrêt 0 % CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 51

Régulation à débit variable 1 T°capteur 2 DD = T°ballon + 8°C 3 DA

Régulation à débit variable 1 T°capteur 2 DD = T°ballon + 8°C 3 DA = T°ballon + 4°C 50 4 T°ballon 45 Température [°C] 55 40 1 35 3 2 30 20 Etat 08: 00 du Circulateur Marche 100% Arrêt 0 % 09: 00 10: 00 11: 00 Heure 1 2 CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 52

Régulation ¡Quelques particularités : Vaporisation dans le capteur T(°C) 140° T° maxi pour la

Régulation ¡Quelques particularités : Vaporisation dans le capteur T(°C) 140° T° maxi pour la sécurité du capteur T° pour la protection du fluide 120° 95° T° sécurité pour le stockage 75° T° maxi acceptée pour le stockage Marche arrêt PROTECTION CAPTEUR PROTECTION BALLON REFROIDISSEMENT NOCTURNE CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 53

Régulation ¡Compléter les phrases suivantes, en tenant compte que le différentiel d’arrêt DA= 3

Régulation ¡Compléter les phrases suivantes, en tenant compte que le différentiel d’arrêt DA= 3 °C et que le différentiel de démarrage DD = 8 °C : ¡Le circulateur se met en marche lorsque Tb=30°C et Tc = ……°C ¡La pompe s’arrête lorsque Tc=35°C et Tb= ……°C ¡Le matin, le ballon est à 48°C et le capteur à 55°C, que se passe -t-il ? ¡Le ballon est à 77°C (sonde 2), le capteur à 92°C, la pompe ne tourne pas; pourquoi ? CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 54

Régulation CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 55

Régulation CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 55

Circuit hydraulique Sonde de températeur ¡Il est recommandé, d’enduire la sonde d’une pâte thermique

Circuit hydraulique Sonde de températeur ¡Il est recommandé, d’enduire la sonde d’une pâte thermique ¡Et de la protéger Capteur solaire des intempéries (UV) Des rongeurs (extérieur et intérieur) Sortie capteur La sonde chaude doit être impérativement dans le capteur ¡Sonde à plongeur avec doigt de gant : meilleure précision vérifier le libre passage du fluide Doc. Constructeur CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 56

Captage Transfert Stockage Appoint Distribution 3. 5 LE STOCKAGE D’EAU CHAUDE SANITAIRE CESI –

Captage Transfert Stockage Appoint Distribution 3. 5 LE STOCKAGE D’EAU CHAUDE SANITAIRE CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 57

Stockage ¡Caractéristiques principales : Le volume prendra en compte le caractère discontinu de la

Stockage ¡Caractéristiques principales : Le volume prendra en compte le caractère discontinu de la ressource Limiter les pertes au maximum par une très bonne isolation Favoriser la stratification Échangeur secondaire thermique ou électrique ayant de bonnes performances CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 58

Stockage ¡ Il existe plusieurs grandes classes de technologie de ballon de stockage :

Stockage ¡ Il existe plusieurs grandes classes de technologie de ballon de stockage : Ballon simple Avec échangeur externe Ballon un échangeur Ballon multi échangeurs Ballon avec résistance électrique Ballon double enveloppe Source schémas : SOLARPRAXIS CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 59

Stockage ¡Importance de l'isolation d'un accumulateur: Pertes énergétiques en k. Wh/an pour un fonctionnement

Stockage ¡Importance de l'isolation d'un accumulateur: Pertes énergétiques en k. Wh/an pour un fonctionnement annuel : Pour un isolant de 4 cm d’épaisseur : env. 1174 k. Wh Pour un isolant de 8 cm d’épaisseur : env. 587 k. Wh Pour un isolant de 12 cm d’épaisseur : env. 392 k. Wh CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 3 -25 60

Protection contre les corrosions ¡Protection cathodique contre la corrosion Anode au magnésium sacrificielle –

Protection contre les corrosions ¡Protection cathodique contre la corrosion Anode au magnésium sacrificielle – L'anode devra être remplacée lorsque son usure dépasse 60 %. – Un contrôle de l’anode est obligatoire tous les 2 ans. Anode électronique en titane (ACI) – Fonctionne avec une alimentation électrique qu’il ne faut, en principe, jamais remplacer CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 61

Protection contre les légionelles ¡Sécurité vis à vis du risque légionelles Les prescriptions relatives

Protection contre les légionelles ¡Sécurité vis à vis du risque légionelles Les prescriptions relatives à la prévention du risque de développement des légionelles dans les installations de production d'eau chaude sanitaire : – Pour un volume de stockage de l’eau chaude sanitaire supérieur ou égal à 400 L (ballon final seul), la température de l’eau au point de mise en distribution doit être au minimum de 55°C ou être portée à un niveau suffisamment élevé au moins une fois par 24 h (Voir l’arrêté du 30 novembre 2005). – Lorsque le volume entre le point de mise en distribution et le point de puisage le plus éloigné est supérieur à 3 litres, la température de l’eau en circulation doit être au minimum de 50°C en tout point du système de distribution. Les prescriptions de l’arrêté ne s’applique pas à la sortie du ballon de préchauffage. CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 62

Le groupe de sécurité ¡ Lors du fonctionnement normal du chauffe-eau, la montée en

Le groupe de sécurité ¡ Lors du fonctionnement normal du chauffe-eau, la montée en température provoque une expansion du volume d'eau contenu dans le chauffe-eau. • Cette eau s'écoule par l'orifice de décharge qui est raccordé à une vidange. • Ce petit écoulement est normal, mais d'une part c'est un gaspillage, et d'autre part risque de créer une érosion du siège de la soupape, accélérant le débit de fuite. ¡ Il est possible de remédier à cet inconvénient dû à un phénomène purement physique par la pose d'un vase d'expansion sanitaire. Ce vase est toujours posé sur l’entrée d’eau froide, entre le groupe de sécurité et le ballon. CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 63

Le vase d’expansion sanitaire ¡ un vase d’expansion sanitaire Tableau de détermination du vase

Le vase d’expansion sanitaire ¡ un vase d’expansion sanitaire Tableau de détermination du vase sanitaire à installer Calcul fait avec un réducteur de pression réglé à 3 bars Volume du chauffe-eau 60°C 70°C 80°C 50 L 1 x 5 l 75 L 1 x 5 l 100 L 1 x 5 l 1 x 8 l 150 L 1 x 8 l 1 x 12 l 200 L 1 x 12 l 1 x 18 l 300 L 1 x 12 l 1 x 18 l 1 x 25 l 500 L 1 x 18 l 1 x 25 l 2 x 18 l (Doc. Pneumatex) Permet de réaliser au moins 5 à 20 m 3 d’économie d’eau par an Supprimer les pertes d’eau Ses caractéristiques fonctionnelles: – Pré gonflage 3 bar – Pression maxi 8 bars – Température maxi 80°C CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 64

Le limiteur de température ¡Réglage et abaissement de la température au plus prêt possible

Le limiteur de température ¡Réglage et abaissement de la température au plus prêt possible du point d’utilisation. Organe de protection individuelle (clapet anti-retour, stop flux). Plage de réglage : 25 -55 °C Température maximale à l'entrée : 110 °C Pression différentielle maxi (Δp. V) : 5 bar ¡ Conformément à la nouvelle norme européenne EN 1717 (protection contre la pollution de l’eau potable dans les installations d’eau et exigences générales dispositifs pour empêcher la pollution par retour d’eau), les limiteurs thermostatiques doivent être équipés de clapets anti -retour homologués. CESI – Chap. 3 – La technologie des CESI 65