1. CONSEILLER LE CLIENT ET JUSTIFIER L’INTERET DU CHAUFFE EAU SOLAIRE INDIVIDUEL

1Énergies renouvelables

Formation

Version 2Septembre

2001

1. CONSEILLER LE CLIENT ET JUSTIFIER L’INTERET

DU CHAUFFE EAU SOLAIRE INDIVIDUEL

3ème point de la charte QUALISOL :

« En amont, l’installateur assure auprès du client un rôle de conseil, l'assiste dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins, compte tenu du "gisement solaire" local, des

contraintes du site, de la taille du foyer, et des énergies d'appoint disponibles,… »


Formation

Version 2Septembre

2001

1100 kWh/m2.an(Nord de la France)

L’énergie solaire incidente sur un plan horizontal, en France métropolitaine, varie de :

1700 kWh/m2.an(Sud de la France)

...à...

1.1. ASPECTS GENERAUX

ZONE I1

ZONE I2

ZONE I3

ZONE I4


Formation

Version 2Septembre

2001

Le rayonnementsolaire...

...peut être converti en... ...grâce...

À des capteurs solaires thermiques

À des modules photovoltaïques (photopiles)

À la photosynthèse

Chaleur

Électricité

Biomasse



Formation

Version 2Septembre

2001

Contrairement à d’autres sources d’énergie, les énergies renouvelables permettent une production d’énergie :

avec une technologie généralement peu complexe mais très spécifique (ex. du solaire thermique : chaudière aléatoire, haute température possible à l’arrêt, protection nécessaire des isolants extérieurs…)

qui crée moins d’impact pour la nature et les hommes décentralisée

L’énergie solaire est l’une des énergies les plus facilement exploitables ; elle est en outre inépuisable.

Ses applications sont nombreuses et variées ; citons : la production d’eau chaude sanitaire, le chauffage des habitations, le chauffage des piscines, le séchage solaire agricole la cuisson solaire des aliments la production d’électricité pour des sites isolés…



Formation

Version 2Septembre

2001

Le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) :

1.2. APPLICATIONS DOMESTIQUES

Capteurs solaires Ballon de stockage

Échangeur de chaleur

Eau Chaude Sanitaire(E.C.S.)

Eau Froide Sanitaire(E.F.S.)


Formation

Version 2Septembre

2001

E.C.S.

E.F.S.


Les systèmes solaires combinés :

Capteurs solaires

Ballon de stockageECS

Échangeur de chaleur

Plancher chauffant

Centrale dedistribution


Formation

Version 2Septembre

2001

Le chauffage solaire des piscines de plein air a pour but de :

mettre le bassin en température en début de saison prolonger la saison de baignade relever la température du bassin après une séquence de mauvais temps ou

de vent

Le matériel utilisé :

On utilise généralement des capteurs non vitrés, non isolés (capteurs moquettes).Une couverture nocturne de la piscine est fortement conseillée, car les pertes de chaleur par évaporation et par rayonnement sont très importantes.

Elle permet de diminuer en moyenne ces pertes de 50% par rapport à une piscine non couverte. L’énergie solaire apporte le complément et permet de se passer d’une énergie conventionnelle.



Formation

Version 2Septembre

2001

Le soleil peut assurer 40 à 70% de la production annuelle d’eau chaude sanitaire d’une famille : il suffit pour cela d’utiliser directement la chaleur du soleil au moyen d’un chauffe-eau solaire.

Cet appareil se compose de 2 à 7 m2 de capteurs solaires, situés généralement sur la toiture ou en terrasse, et d’un ballon de stockage de l’eau chaude avec échangeur, nommé « ballon solaire », relié au capteur par des canalisations isolées thermiquement. Des équipements de sécurité et de régulation complètent le circuit du chauffe-eau.

Un chauffe eau solaire…Qu’est ce que c’est et comment ça marche ?

Eau chaude

1.3. CONSEILS AUX CLIENTS

Capteur solaireR

Circulateur

Ballonde

stockage

Régulation

Eau froide

Echangeur


Formation

Version 2Septembre

2001

La surface de capteurs installée doit permettre, par une journée bien ensoleillée, de fournir la totalité des besoins d’eau chaude des utilisateurs : Il y a des périodes d’autonomie complètes.

En hiver ou pendant les journées peu ensoleillées, l’énergie solaire peut ne pas être suffisante, et l’eau froide est simplement préchauffée par le chauffe-eau solaire (30 à 40°C). Une énergie d’appoint (électricité, gaz, fioul…) est alors nécessaire pour atteindre la température souhaitée (50 à 55°C).

Est-ce que l’on peut produire de l’eau chaude toute l’année ?



Formation

Version 2Septembre

2001

Un chauffe eau demande-t-il beaucoup d’entretien ?

Non, mais il faut, comme pour une chaudière, vérifier régulièrement son bon fonctionnement :

La pression du liquide des capteurs doit être d’environ 1.5 bar.

Par temps ensoleillé, vérifiez que le régulateur fonctionne et que le circulateur tourne (voyants lumineux).

Enfin le vitrage du capteur doit être nettoyé s’il est empoussiéré (jet à haute pression exclu).

Il est possible à l’installateur de proposer un service annuel d’entretien.



Formation

Version 2Septembre

2001

Le client désirant acheter et faire installer un CESI, par un professionnel signataire de la charte QUALISOL, bénéficie d’une aide financière* de l’ADEME.

On peut couper la chaudière en été, c ’est un avantage appréciable.

Le chauffe eau solaire individuel (CESI) répond à des exigences de qualité qui en font un matériel fiable et durable.

L’utilisation de l’énergie solaire n’entraîne ni émission polluante, ni production de déchets dangereux.

Utiliser l’énergie solaire permet également de préserver les combustibles fossiles ou fissiles et de réserver leur emploi à des usages plus spécifiques que la simple production de chaleur.

Quels sont les avantages à utiliser un chauffe-eau solaire ?



Formation

Version 2Septembre

2001


Energie solaire incidente :

1100 (nord de la France) à 1700 kWh/m2.an

Energie solaire utile (en sortie du ballon solaire, pour un usage annuel) :

450 à 700 kWh/m2.an

Besoins énergétiques annuels pour les besoins en ECS d’une famille de 4 :soit 200 litres par jour d ’E.C.S. à 50°C

3 200 kWh/an

Exemple d’investissements moyens (ensemble des coûts de travaux, hors appoint) :

5 000 à 6 000 F TTC /m2 (TVA 5,5%)

Exemple de rejets de CO2 évités par mètre carré de capteurs et par an :

90 à 350 kg/m2.an (selon énergie substituée)

Électricité Fioul domestique


Formation

Version 2Septembre

2001

2. APPORTER LES CONSEILS TECHNIQUES ET ECONOMIQUES PERTINENTS





Formation

Version 2Septembre

2001

Chauffe-eau thermosiphon monobloc

Chauffe-eau à circulation forcée

Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés

2.1. DESCRIPTIF DU CESI

EFS

ECS

R

ECS

EFS


Formation

Version 2Septembre

2001

Sont éligibles actuellement aux primes “Chauffe-Eau Solaire Individuel” du programme « Plan Soleil » :

Chauffe-eauthermosiphon

monobloc

Chauffe-eauà circulation forcée

3 catégories


R

EFS

ECS

Chauffe-eauthermosiphon

à éléments séparés


Formation

Version 2Septembre

2001

Chauffe-eau thermosiphon monobloc

Vue en coupe



Formation

Version 2Septembre

2001


EFS

ECS

Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés


Formation

Version 2Septembre

2001

Chauffe-eau solaire constitué d’éléments séparés, dit à circulation forcée


R

EFS

ECS


Formation

Version 2Septembre

2001

Chauffe-eau solaire autovidangeable constitué d’éléments séparés, dit à circulation forcée


EFS

ECS

R

Bouteillede

récupération

Niveau d’eau à l’arrêt

ZONE HORS GEL


Formation

Version 2Septembre

2001

Zone de captage Zone de transfert Zone de stockage

Un système solaire thermique est généralement constitué de trois parties

2.2. SCHEMAS : les principaux composants

EFS

ECS

Ballon de

stockage

Capteurs solaires

R

EchangeurPompe decirculation

Circuit chaud

Régulation

Circuit froid

Vers appoint


Formation

Version 2Septembre

2001

Le capteur solaire transforme le rayonnement solaire en chaleur.

Le ballon de stockage bien isolé maintient l’eau en température jusqu'à ce qu’elle soit utilisée.

2.2. SCHEMAS : les principaux composants

Le système de transfert permet de transporter les calories depuis le capteur vers le lieu de stockage ou d’utilisation. Dans un chauffe eau solaire, le liquide caloporteur circule entre le capteur et un échangeur de chaleur situé dans le ballon de stockage.

R


Formation

Version 2Septembre

2001

Le type de capteur le plus utilisé est le capteur plan vitré. Il comprend un coffre isolant sur lequel est fixée une vitre. A l’intérieur est disposée une plaque métallique noire destinée à absorber l’énergie solaire. Un liquide caloporteur circulant dans des tuyauteries en contact avec l’absorbeur prélève les calories reçues du soleil. La vitre située sur la face avant et l’isolant permettent de réduire les déperditions de chaleur. L’absorbeur peut être recouvert d’un revêtement sélectif qui améliore ses performances.

2.3. LES CAPTEURS

Isolant

VitreAbsorbeur JointCoffre Tube Couche d’air


Formation

Version 2Septembre

2001

Fonctionnement de l’absorbeur :

L'absorbeur est muni de tubes assurant la circulation du fluide caloporteur à chauffer.

La surface absorbante (revêtement) absorbe et transforme le rayonnement solaire en chaleur.

Un bon revêtement doit être fortement absorbant : il est en général noir ou de teinte sombre.

Tube

Surface absorbante

2.3. LES CAPTEURS

Matière ABSORBANTE

ex : la peinture noireMatière REFLECHISSANTE

ex : la neige, le miroir

Matière TRANSPARENTE

ex : le verre


Formation

Version 2Septembre

2001

2.3. LES CAPTEURS

Pertes par Rayonnement : 21%

Rayonnement incident : 100%800 W/m²

Pertes par Convection et

Conduction : 29%

Energie récupéréepar le capteur : 50%

Température extérieure : 10°C

Temp. moy.du fluide : 30°C


Formation

Version 2Septembre

2001

L'absorbeur tend à perdre de la chaleur car il est plus chaud que le milieu environnant. Le capteur est conçu pour limiter ces pertes :

Présence du vitrage (effet de serre) Présence de l’isolant

Ces pertes sont d'autant plus grandes que l'écart de température avec l'environnement est plus fort. Cela signifie que plus l’écart DT de température entre l’absorbeur et l’air environnant est grand, moins bon est le rendement du capteur.

2.3. LES CAPTEURS

Rayonnement incident : 100%


DT = 20 K

10°C

30°C

Rayonnement incident : 100%


DT = 50 K

10°C

60°C

Capteur standard


Formation

Version 2Septembre

2001

2.3. LES CAPTEURS

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1

(Tm - Te)/H [K.m²/W]

:

Re

nd

emen

t [%

]

CAPTEUR SOUS-VIDE

CAPTEUR PLAN SELECTIF

CAPTEUR PLAN STANDARD

CAPTEUR PLAN NON VITRE

La courbe de rendement d’un capteur est définie par l’équation suivante :

HTT.KB em


Formation

Version 2Septembre

2001

2.3. LES CAPTEURS

Evolution du rendement d'un capteur solaire en fonction de sa propre température

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

20 30 40 50 60 70 80Température moyenne du capteur [°C]

Ren

dem

ent

du

cap

teu

r [%

]

Température extérieure = 10°CEnsoleillement = 600 W/m²

Hypothèses : capteur plan vitré avec = 0.65 et K = 4,92 [W/m².K].


Formation

Version 2Septembre

2001

2.4. AVIS TECHNIQUES

Utilisation :

Guide de travail pour l’installateur

Référence en cas de litige (voir : Assurances et Responsabilités)

Ouverture à certains marchés (subventions et aides de l’Etat...)

Exigé pour les marchés publics

Exigé dans le cadre des aides « PLAN SOLEIL »

Commissions :

GS 14 : équipements génie climatique (non traditionnels)

GS 5 : toitures, couvertures, étanchéité

Numéro d’Avis Technique :

ex. 14/79-12

Contenu :

Description du capteur (technologie) Satisfaction à la réglementation en

vigueur Prescriptions techniques Aptitude à l’emploi Références éventuelles Performances thermiques Mise en œuvre Durabilité -Entretien

n° du GS

Année

n° d’ordre

NOTA: l ’avis technique est un document écrit qui porte sur un modèle donné d ’un composant non traditionnel du bâtiment. Le CSTB assure le secrétariat et la diffusiondes AT.La demande d ’avis est un acte volontaire du constructeurla procédure est payante.


Formation

Version 2Septembre

2001

Capteur suivant la pente de la toiture :Les faibles pentes favorise les gains entre mars et octobre dans les régions méditerranéennes.

la forte pente naturelle des toitures optimise les gains énergétiques sur l’année tout en permettant une bonne intégration des capteurs sur la toiture.

Capteurs en toiture

2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE


Formation

Version 2Septembre

2001

Positionnement des capteurs : inclinaison

Les valeurs optimales de l’inclinaison correspondent à la valeur en degré de la latitude du lieu d’implantation des capteurs. Toutefois une tolérance de +/- 15° par rapport à la position optimale est acceptable. Il est important de privilégier l’inclinaison du toit quand cela est possible.

Exemples :

30°<<60°pour une latitude de 45° Nord.

35°<<65°pour une latitude de 50° Nord.



Formation

Version 2Septembre

2001

Positionnement des capteurs : orientation

Une orientation Sud-Ouest, pour un capteur incliné à 45°, a pour influence de diminuer de 10 % la productivité par rapport à une orientation Sud. En pratique, autour de la position optimale (sud dans notre cas), une différence de 15° à 30° peut être tolérée.

-30°<<30°

-

SUD



Formation

Version 2Septembre

2001

Hauteur et distance des obstacles devant les capteurs

D > 4 h

ou > 14°5

– si possible, respecter la règle ci-dessus pour une utilisation annuelle.

– sinon, évaluer le manque à gagner à l’aide de la méthode «TRACE DE MASQUES».


large

h

D


Formation

Version 2Septembre

2001

Exemple d’obstacle devant les capteurs



Formation

Version 2Septembre

2001

Diagramme de la course du soleil au cours de l’année



Formation

Version 2Septembre

2001

Ce chapitre a pour objet d’indiquer des solutions d’intégration des capteurs solaires.

Principe d’implantation :

En construction neuve : les possibilités d’intégration sont très étendues. De plus la prise en compte d’une installation solaire lors de la conception du bâtiment permet de limiter son coût de réalisation.

En rénovation (bâtiment existant) : les solutions sont plus limitées qu’en construction neuve.

Deux types de mise en œuvre existent :

Capteurs indépendants

Capteurs incorporés

2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE


Formation

Version 2Septembre

2001

Capteurs en toiture

Un cas peu acceptable : le rajout

Il s’agit tout simplement de positionner le capteur sur le toit dans l’inclinaison la plus appropriée techniquement sans tenir compte de l’aspect esthétique.



Formation

Version 2Septembre

2001

Capteurs en toiture

Ci-contre le capteur est placé avec une inclinaison idéale face au sud sur le plan de toiture le plus incliné



Formation

Version 2Septembre

2001



Formation

Version 2Septembre

2001



Formation

Version 2Septembre

2001



Formation

Version 2Septembre

2001

A éviter



Formation

Version 2Septembre

2001



Formation

Version 2Septembre

2001



Formation

Version 2Septembre

2001



Formation

Version 2Septembre

2001

A éviter



Formation

Version 2Septembre

2001

A éviter



Formation

Version 2Septembre

2001

Capteurs en terrasse


Qu’il s’agisse d’un bâtiment existant ou d’une construction neuve, la présence d’une toiture terrasse peut représenter une solution pour la pose des capteurs solaires.

Acrotère


Formation

Version 2Septembre

2001

Ce type d’installation peut être gênante, sur le plan esthétique pour le voisin.



Formation

Version 2Septembre

2001

Capteurs en auvent

Le capteur peut aussi servir de auvent pour protéger l’entrée ou le porche de la maison.



Formation

Version 2Septembre

2001



Formation

Version 2Septembre

2001

Capteurs au sol

Les capteurs peuvent être posés au sol sur des supports fixés au sol dans les règles de l’art...

…et dans certains cas favorables, les capteurs peuvent être posés sur talus. Il est alors nécessaire de les protéger des salissures qui pourraient diminuer leur rendement. Cette solution est envisageable sur un talus de jardin ou sur une terrasse au pied de la maison.



Formation

Version 2Septembre

2001



Formation

Version 2Septembre

2001

A éviter



Formation

Version 2Septembre

2001

Capteurs implantés sur une annexe

Les capteurs solaires peuvent trouver leur place naturellement comme composants des annexes de l’habitation sous réserve que ces annexes soient proches du bâtiment principal (serres, garages, abris,…).



Formation

Version 2Septembre

2001

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 des capteurs Tb : température du ballon

Un comparateur intégré au régulateur calcule la valeur correspondant à l’écart de température Tc - Tb (Sortie capteur ; Bas du ballon) : T.

Principe

RCapteur solaire

Circulateur

Ballonde

stockageRégulation

Eau froide

Eau chaudeTc

Tb

2.7. REGULATION


Formation

Version 2Septembre

2001

La valeur calculée T 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 parfois réglables par l’installateur. Certaines régulations utilisent le réglage de l’hystérésis (Différence DD-DA).

RCapteur solaire

Circulateur

Ballonde

stockageRégulation

Eau froide

Eau chaudeTc

Tb

2.7. REGULATION


Formation

Version 2Septembre

2001

Exemple de fonctionnement

Marche

Arrêt

Etat du Circulateur

Evolution des températures

20

25

30

35

40

45

50

55

08:00 09:00 10:00 11:00Heure

Tem

pér

atu

re [

°C]

Tcapteur

DD = Tballon + 6°C

DA = Tballon + 2°C

Tballon

1

2

4

3

1

2

4

3

2.7. REGULATION


Formation

Version 2Septembre

2001

Exercice

Compléter les phrases suivantes, en tenant compte que le différentiel d’arrêt DA= 2°C et que le différentiel de démarrage DD = 6°C :

La pompe se met en marche lorsque Tb=30°C et Tc = ……°C

La pompe s’arrête lorsque Tc=35°C et Tb= ……°C

2.7. REGULATION


Formation

Version 2Septembre

2001

La production d’énergie :On l’exprime en kWh par jour (kWh/j), par mois (kWh/mois) ou par an (kWh/an).

Les paramètres propres à l’installation sont :

la surface de capteurs : la production potentielle croît avec la surface de captage, mais cette croissance n’est pas linéaire.

l’inclinaison des capteurs : entre 30 et 60°, a peu d’incidence sur la production... pour une consommation annuelle, alors qu’une consommation exclusivement estivale se comporte mieux avec une faible inclinaison (30°).

la qualité des composants solaires : caractéristiques des capteurs, précision de la régulation, qualité de l’isolation thermique.

Définitions

2.8. LIMITES ET PERFORMANCES


Formation

Version 2Septembre

2001

La productivité solaire :C’est la production annuelle d’énergie solaire ramenée au mètre carré de capteurs : kWh/m2.an.

Evolution de la productivité en fonction de la surface de capteurs installés pour le cas d’une famille de 4 personnes consommant 200 litres d’ECS à 50°C par jour disposant d’un ballon bi-énergie de 300 l à Carpentras (Région PACA) :

Définitions


0

100

200

300

400

500

600

700

0 5 10 15 20

Surface de capteurs [m²]

Pro

du

ctiv

ité

[kW

h/m

².an

]


Formation

Version 2Septembre

2001

Le taux de couverture :

C’est le pourcentage des besoins assurés par l’installation solaire : rapport entre l’économie (production solaire) et les besoins.On recherche rarement le taux de couverture maximal, car ce sont les derniers mètres carrés de capteurs qui produisent le moins, donc qui ont l’amortissement le plus faible.On vise souvent un taux annuel compris entre 50% et 70%. Pendant certaines périodes, on pourra arrêter la chaudière.

Définitions

J F M A M J J A S O N D

TAUX DE COUVERTURE = BESOINS

PRODUCTION SOLAIRE

PRODUCTION SOLAIRE

EXCEDENT ENERGIED’APPOINTBESOINS



Formation

Version 2Septembre

2001

«Temps de retour brut del’investissement»

Surcoût solaire (€)

Economie annuelle de l’installation (€)

=

La «rentabilité» ou «temps de retour brut» :

C’est le coût de l’installation rapporté à l’économie produite, qui dépend de l’énergie de comparaison.

Définitions



Formation

Version 2Septembre

2001

Performances de 2 CESI à Lille et à Toulon

Famille de 4 personnes :

Consommation journalière : 200 l/j d’eau chaude à 50°C, soit 50 l/j.personne

Surface de capteurs : 4 m²

Ballon bi-énergie (Solaire + Electrique) situé dans un local contrôlé en température :

Localisation :

Ballonde

stockage 200 l

Eau froide

Eau chaude

Echangeur solaire

Appoint

Lille

Toulon



Formation

Version 2Septembre

2001

Performances du CESI à Toulon


4 m²

Ballon bi-énergiede

stockage 200 l

Eau froide

Eau chaudeDonnées générales :

200 l/j d’eau chaude à 50°C,

Sur toute

Hiver Printemps Eté Automne L'année

...et Text = 5°C ...et Text = 18°C ...et Text = 35°C ...et Text = 18°C

Tc = 41 °C Tc = 66 °C Tc = 89 °C Tc = 66 °C

Taux de couverture [%] 46 76 85 58 66

Production solaire [kWh] 336 556 622 424 1938

Energie électrique consommée [kWh] 395 176 110 307 988

Energie totale [kWh] (Besoins constants) 732 732 732 732 2926

Productivité [kWh/m²] 84 139 155 106 485

Saisons

Exemple de température maxi de sortiedu capteur pour un rayonnement maximal,un rendement du capteur de 45%…

Appoint


Formation

Version 2Septembre

2001

Performances du CESI à Lille


4 m²

Ballon bi-énergiede

stockage 200 l

Eau froide

Eau chaude200 l/j d’eau chaude

à 50°C,

Données générales :

Sur toute

Hiver Printemps Eté Automne L'année

...et Text = -2°C ...et Text = 15°C ...et Text = 30°C ...et Text = 15°C

Tc = 34°C Tc = 63 °C Tc = 84 °C Tc = 63 °C

Taux de couverture [%] 21 57 65 29 43

Production solaire [kWh] 177 482 549 245 1453

Energie électrique consommée [kWh] 668 363 296 600 1927

Energie totale [kWh] (Besoins constants) 845 845 845 845 3380

Productivité [kWh/m²] 44 120 137 61 363

Saisons

Exemple de température maxi de sortiedu capteur pour un rayonnement maximal,un rendement du capteur de 45%…

Appoint


Formation

Version 2Septembre

2001


Comparaison du taux de couverture des 2 CESI à Lille et à Toulon

46

76

85

58

21

57

65

29

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Hiver Printemps Eté Automne

Saisons

Tau

x d

e c

ou

ve

rtu

re [

%]

Toulon

Lille

1 2 2 2 21 1 1

1

2Taux annuel :

66%

Taux annuel :43 %


Formation

Version 2Septembre

2001

Rapport Volume de stockage / Surface de capteur pour un taux de couverture de 60% pour différentes zones climatiques (Temp. eau = 45°C)

Zone climatique I1 : 45 l pour 1 m²

Zone climatique I2: 55 l pour 1 m²





Formation

Version 2Septembre

2001

Tableau de performances de CESI en France

Les performances indiquées dans le tableau suivant correspondent à des besoins journaliers de 250 l/j à 45°C. Le CESI est à éléments séparés et circulation forcée. Les capteurs sont orientés plein sud et incliné à 45° par rapport à l’horizontale.


StationsSurface capteurs

[m²]Taux de couverture

[%]Productivité[kWh/m².an

Lille 5,7 62 410

Abbeville 5,7 63 414

Paris 5,3 65 445

Rennes 4,9 63 469

Strasbourg 5,3 62 428

Lyon 4,5 63 503

Montélimar 3,7 64 617

Bordeaux 4,1 63 545

Marseille 3,2 66 675

Source : CLIPSOL


Formation

Version 2Septembre

2001

3. EVALUER LES BESOINS ET DIMENSIONNER





Formation

Version 2Septembre

2001

Les variations de l’énergie reçue par le capteur

sont fonction :

de la durée d’ensoleillement, de la couche d’atmosphère traversée, de l’inclinaison des rayons, de la nébulosité

Le rayonnement solaire global se décompose en deux parties : Le rayonnement direct : il provient directement du disque solaire et sa

direction change tout au long du jour. Le rayonnement diffus : il parvient au capteur après avoir été dévié par les

nuages, le ciel, le sol et les objets environnants. Il a une multitude de directions différentes.

3.1. RAYONNEMENT SOLAIRE


Formation

Version 2Septembre

2001

Orientation Sud avec pente égale à la latitude

Rayonnement solaire global quotidien moyen en kWh/m².j pendant le mois de janvier

Valeurs moyennes 1966 - 1975

Atlas Européen solaire



Formation

Version 2Septembre

2001


Rayonnement solaire global quotidien moyen en kWh/m².j pendant le mois de juillet





Formation

Version 2Septembre

2001


Rayonnement solaire global quotidien moyen en kWh/m².j pendant l'année





Formation

Version 2Septembre

2001

Généralement, on considère une consommation d’eau chaude de 50 litres/jour.personne à 50°C. Cette consommation est à moduler en fonction des habitudes des occupants.

En fonction du type de famille défini dans le graphe ci-dessous et du nombre de personnes (attention aux personnes occasionnelles), la consommation d’eau chaude peut être définie.

3.2. LES BESOINS EN ECS

30

50

70

0

20

40

60

80

Co

ns

om

ma

tio

n d

'EC

S à

50

°C

[lit

res

/jo

ur.

pe

rso

nn

e]

Familleéconome

Famillemoyenne

Famille trèspeu économe


Formation

Version 2Septembre

2001

L’énergie nécessaire annuellement pour assurer les besoins en eau chaude d’une personne considérée comme moyenne est d’environ : 800 kWh/an.

Exercice :

D’après les précédentes données, calculer la consommation journalière en ECS d’une famille de 4 personnes très peu économe et l’énergie annuelle nécessaire.

Econome Moyenne Peu économe

Energie [kWh]assurant les besoins en ECS

500 800 1100

Personne

3.2. LES BESOINS EN ECS


Formation

Version 2Septembre

2001

Il est des régions et des utilisations où le chauffe-eau solaire est autonome. En France métropolitaine, l’aide d’une énergie d’appoint est nécessaire : jours sans soleil, forte consommation d’eau certains jours. Le solaire doit être couplé à une énergie d’appoint (Fioul, Gaz, Bois, Electricité).

Dans le cas d’une installation à éléments séparés, trois configurations sont possibles :

A : Appoint séparé par ballon avec échangeur ou cumulus électriqueB : Appoint séparé par chaudière gaz instantanéeC : Appoint intégré dans le ballon

En CESI thermosiphons monoblocs et à éléments séparés : A et B

ou

Chaudière gaz, bois, fioul...

3.3. L’APPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI


Formation

Version 2Septembre

2001

A : Appoint séparé par ballon avec échangeur ou cumulus électriqueCESI à circulation forcée


EF

R

compteur

ECS

V3V manuelle

g.s

AppointBallonsolaire

Mitigeur thermostatique

Eté

Hiver,mi-saison


Formation

Version 2Septembre

2001

B : Appoint séparé par chaudière gaz instantanée à puissance modulableCESI à circulation forcée


EF

R

Chaudièred’appoint

compteur

ECS

V1

Ballonsolaire


V2


Formation

Version 2Septembre

2001

C :Appoint intégré dans le ballonCESI à circulation forcée


EF

R

compteur

ECS


Thermoplongeurou échangeur hydraulique


Formation

Version 2Septembre

2001

A :Appoint séparé par ballon avec échangeur ou cumulus électriqueCESI monobloc (thermosiphon)


EF

compteur

ECSV1

g.s

Appoint

Mitigeur thermostatiqueV3V manuelle

Eté

Hiver,mi-saison


Formation

Version 2Septembre

2001

EF

Chaudièred’appoint

compteur

ECS

V1Mitigeur

thermostatique

V2

B : Appoint séparé par chaudière gaz instantanée à puissance modulableCESI monobloc (thermosiphon)



Formation

Version 2Septembre

2001

V=?

Le dimensionnement d’un CESI doit être réalisé par l’installateur de façon simple.Pour cela un certain nombre de critères permettant la sélection d’un CESI doivent être définis :

1er critère : Le système d’appoint de l’eau chaude

2ème critère : le volume du ballon d’eau chaude sanitaire

3ème critère : la région climatique

ou

Chaudière gaz, bois, fioul...

3.4. LE DIMENSIONNEMENT


Formation

Version 2Septembre

2001

1er critère : le système d’appoint de l’eau chaude


Constat Type de chauffage Solution proposée

Chauffage hydraulique(toutes énergies)

Ballon bi-energie ou mixte :"solaire - hydraulique"

ou "solaire - hydraulique - électrique"

Chauffage divisé(convecteur électrique,

poêle bois…)

Ballon bi-énergie :"solaire - électrique"

L'usager ne dispose pas de ballon d'ECS

Constat Type de ballon Solution proposée

ÉlectriqueBallon bi-énergie :

"solaire - électrique"

Couplé à une chaudière

Ballon bi-energie ou mixte :"solaire - hydraulique"

ou "solaire - hydraulique - électrique"

L'usager dispose déjà d'un ballon d'ECS de plus de 10 ans

Constat Solution proposéeL'usager dispose déjà d'un ballon d'ECS

de moins de 7 ans en bon étatet d'un espace suffisant pour 2 ballons

Ballon solaireLe ballon existant servant

d'appoint


Formation

Version 2Septembre

2001

2ème critère : le volume du ballon d’eau chaude sanitaire

Après avoir déterminé la consommation d’eau chaude des usagers du CESI (cf. chapitre 3.2.), le volume du ballon peut-être défini grâce au tableau suivant :


V=?

Une tolérance de +/- 15% du volume du ballon est acceptable.

Type de ballon Volume du ballon

Ballon solaire verticalConsommation

journalière d'ECS

Ballon bi-énergie ouballon solaire horizontal

1,5 fois la consommation

journalière d'ECS


Formation

Version 2Septembre

2001


Tableau définissant des taux de couverture indicatifs pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I1 à Lille.Les résultats sont issus du logiciel SOLO 2000.

Zone I1 : LilleSuperficie

d'entrée capteur [m²]100 200 300 400 500

2 42 263 53 35 264 43 32 265 49 37 32 266 44 36 307 41 34

Volume du ballon solaire [l]

Hypothèses retenues : La consommation journalière d ’ECS à 50°C est égale au volume du ballon solaire Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K]

3ème critère : la région climatique

En fonction du volume et du type de ballon, de la région climatique, du taux de couverture souhaité, du coût du CESI, on sélectionnera le CESI le mieux adapté aux besoins du client.


Formation

Version 2Septembre

2001


Hypothèses retenues : La consommation journalière d ’ECS à 50°C est égale à 2/3 du volume du ballon bi-énergie Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K]

Zone I1 : LilleSuperficie

d'entrée capteur [m²]200 300 400 500

2 353 44 354 54 43 355 59 49 41 356 55 47 417 52 44

Volume du ballon bi-énergie [l]

Les résultats sont issus du logiciel SOLO 2000.

Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I1 à Lille.

Appoint


Formation

Version 2Septembre

2001



Zone I2 : Bourges

Superficied'entrée capteur [m²]

100 200 300 400 500

2 48 303 60 39 304 48 36 305 55 42 36 306 50 42 357 47 39



Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I2 à Bourges.


Formation

Version 2Septembre

2001




Zone I2 : BourgesSuperficie


2 403 51 404 61 49 405 68 54 47 406 62 54 477 58 52


Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I2 à Bourges.

Appoint


Formation

Version 2Septembre

2001




Zone I3 : Bordeaux


100 200 300 400 500

2 52 333 66 43 334 52 39 335 60 46 39 336 54 45 397 50 44


Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I3 à Bordeaux.


Formation

Version 2Septembre

2001




Zone I3 : BordeauxSuperficie


2 433 55 434 65 53 435 73 59 51 436 67 57 517 63 56


Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I3 à Bordeaux.

Appoint


Formation

Version 2Septembre

2001


Zone I4 : Carpentras


100 200 300 400 500

2 56 363 65 46 364 57 45 365 63 51 45 366 57 49 427 53 47




Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I4 à Carpentras.


Formation

Version 2Septembre

2001




Zone I4 : CarpentrasSuperficie


2 473 59 474 71 58 475 77 65 56 476 71 63 517 68 56


Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I3 à Bordeaux.

Appoint


Formation

Version 2Septembre

2001


Dans le tableau ci-dessous sont données à titre indicatif des fourchettes de dimensionnement pour les volumes de ballons et les surfaces de capteurs correspondant à une consommation journalière par personne comprise entre 50 et 60 l à 45°C, avec un taux de couverture des besoins en eau chaude par le solaire de 50 à 70%.

ab :

Nombre d’occupants1 à 2 3 à 4 5 à 6 7 et +

Volume du ballon solaire a (litres) 100 à 150 150 à 250 250 à 350 350 à 500

Volume total du ballon b (litres) 100 à 250 250 à 400 400 à 550 550 à 650ZONES CLIMATIQUES (voir carte Zones) Surface des capteurs (m2)

I1 2 à 3 3 à 5,5 4 à 7 5 à 7I2 2 à 3 2,5 à 4,5 3,5 à 6,5 4,5 à 7I3 2 à 2,5 2 à 4 3 à 5,5 3,5 à 7I4 2 à 2,5 2 à 3,5 2,5 à 4,5 3,5 à 6

: pour un CESI sans appoint pour un CESI avec appoint (Ballon bi-énergie)

TABLEAU DE SYNTHESE


Formation

Version 2Septembre

2001

Exercice

Pour chaque zone climatique, effectuer le dimensionnement d’un CESI adapté aux besoins d’une famille moyenne (1 couple + 1 enfant), disposant déjà d’un chauffe-eau électrique de moins de 7 ans et en bon état.

Les résultats attendus sont :

La consommation moyenne journalière d’eau chaude à 50°C en litres de la famille

Le type de ballon : Solaire ou Bi-énergie

Le volume du ballon en litres

Le ou les CESI éligibles adaptés

S=?

?



Formation

Version 2Septembre

2001

4. ELABORER ET PRESENTER UN DEVIS CESI


« Après visite sur site, l’installateur soumet au client un devis descriptif écrit, détaillé et complet, de l'installation solaire qu'il propose, en fixant un délai de réalisation, des termes de paiement, et des conditions de garantie (minimum : deux années, et décennale en cas de matériel incorporé au bâti),… »


Formation

Version 2Septembre

2001

Garantie : 2 ans

En synthèse, le devis doit faire apparaître:

- le numéro QUALISOL de l ’installateur, le kit proposé (marque, référence) avec les éléments qui le constituent (X m² de capteur, Ballon Y litres…), les composants additionnels (couplage avec appoint, raccordement électrique, tube cuivre, antigel X litres…), les coûts de pose (nbre d ’heures, capteurs incorporés ou pas…) et de mise en service, le coût global de l’installation, la prime de l ’ADEME (ainsi que celles d’autres financeurs éventuels),

- les délais de réalisation, les termes de paiement et les conditions de garantie des matériels installés (biennale et décennale) doivent être également spécifiés dans le devis.

4. ELABORER ET PRESENTER UN DEVIS


Formation

Version 2Septembre

2001

5. CONNAÎTRE ET EXPLIQUER AU CLIENT LES AIDES FINANCIERES ET LES DEMARCHES ADMINISTRATIVES


« L’installateur informe précisément le client sur les démarches nécessaires, relatives en particulier aux déclarations préalables de travaux, aux conditions d'octroi des primes de

l'ADEME et autres organismes, et aux incitations fiscales en vigueur, »


Formation

Version 2Septembre

2001

Le plan soleil a pour objectif général d’atteindre en 6 ans une diffusion naturelle (sans soutien Public) des systèmes solaires thermiques en métropole. L’ADEME a mis en place depuis mi 99 des mécanismes d’aide à la décision et des soutiens à l’investissement pour les secteurs de l’habitat et du tertiaire.

Deux applications en solaire thermique sont concernées par ces mécanismes d’aide :

Le Chauffe-eau solaire individuel (CESI)

Les installations de production d’eau chaude solaire collective

5.1. LES AIDES DE L’ADEME


Formation

Version 2Septembre

2001

L’ADEME considère que le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) a atteint un stade de maturité technique et de fiabilité suffisant pour promouvoir la diffusion, sur tout le territoire national, des matériels industriels “certifiés et conformes”.

Des primes “CESI” seront attribuées aux particuliers ou clients qui auront fait installer par un professionnel qualifié, souscrivant à la charte QUALISOL, un chauffe-eau solaire figurant sur la liste des matériels éligibles publiée par l’ADEME.

Le montant plafonné de ces primes est fonction de la taille (superficie d’entrée des capteurs) de l’équipement :

- 4500 F (686 €) pour des CESI de 2 à 3 m²- 6000 F (915 €) pour des CESI de 3 à 5 m²- 7500 F (1143 €) pour des CESI de 5 à 7 m²

OBJECTIF 2006 :Réalisation de 50 000

unités de CESI, cumulées sur la

période 1999/2006



Formation

Version 2Septembre

2001


a créé

dépose sa demanded’aide auprès de l’

quiétablit

Le Comité de sélectiondes CESI La liste des CESI

sélectionnés

L’installateur« Qualisol »L’usager informe sur ses besoins

choisit le CESI adapté auxbesoins de l’usager dans

ont établi la charteQUALISOL à laquelledoit souscrire

(*) : Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie

(*)


Formation

Version 2Septembre

2001

Les 10 points de la charte QUALISOL auxquels doit souscrire l’installateur sont :

1. Il possède les compétences professionnelles nécessaires, acquises par la formation initiale ou continue, et par une pratique confirmée. Il est à jour de ses obligations sociales et fiscales, et dispose des assurances professionnelles couvrant les prestations qu'il assure,

2. Il préconise des matériels solaires sélectionnés par l'ADEME, conformes aux listes qu'elle établit et actualise, et assure le relais des informations, brochures et documents que l'ADEME diffuse,

3. En amont, il assure auprès du client un rôle de conseil, l'assiste dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins, compte tenu du "gisement solaire" local, des contraintes du site, de la taille du foyer, et des énergies d'appoint disponibles,

4. Après visite sur site, il soumet au client un devis descriptif écrit, détaillé et complet, de l'installation solaire qu'il propose, en fixant un délai de réalisation, des termes de paiement, et des conditions de garantie (minimum : deux années, et décennale en cas de matériel incorporé au bâti),

5. Il informe précisément le client sur les démarches nécessaires, relatives en particulier aux déclarations préalables de travaux, aux conditions d'octroi des primes de l'ADEME et autres organismes, et aux incitations fiscales en vigueur,



Formation

Version 2Septembre

2001

6. Une fois l'accord du client obtenu (devis cosigné), il réalise l'installation commandée dans le respect des règles professionnelles, normes et textes réglementaires applicables, selon les prescriptions de l'Avis Technique du matériel prévu, et les spécifications particulières des fournisseurs,

7. Il règle et met en service l'installation, puis procède à la réception des travaux en présence du client. Il lui remet notices et tous documents relatifs aux conditions de garantie et d'entretien/maintenance du CESI,

8. Il remet sans délai au client une facture détaillée et complète de la prestation, conforme au devis, et lui fournit l'attestation signée dont celui-ci a besoin pour faire valoir ses droits aux primes et aides fiscales,

9. En cas d'anomalie ou d'incident de fonctionnement de l'installation signalé par le client, il s'engage à intervenir sur le site dans des délais rapides, et procède aux vérifications et remise en état nécessaires, dans le cadre de la garantie biennale.

10. Sur simple notification de l'ADEME, il se soumet à toute opération de contrôle que l'ADEME ou son mandataire souhaiterait effectuer, aux fins d'examiner les conditions de mise en œuvre et de réalisation des prestations.

Suite des 10 points de la charte QUALISOL auxquels doit souscrire l’installateur



Formation

Version 2Septembre

2001

La déclaration de travaux exemptés de permis de construire (D.T.) est obligatoire :

d’une manière générale lorsque vous édifiez un ouvrage dont la surface au sol est à 2m² et dont la hauteur 1,5 m (Capteurs au sol par exemple).

Notamment si vous modifiez l'aspect extérieur d'une construction existante : capteurs sur toiture, en allège...

Comment formuler votre demande ?

Des imprimés de D.T. sont à votre disposition au service urbanisme de la commune.

L'accord de la D.T. est tacite, passé un mois de délai d’instruction, sauf notification prolongeant le délai à deux mois.

Pour l’installation d’un CESI, généralement une D.T. suffit.

5.2. Déclaration de Travaux (D.T.)


Formation

Version 2Septembre

2001

TVA 5.5 % pour l'installation d’équipements solaires :L'application du taux réduit aux travaux porte sur des locaux à usage d'habitation achevés depuis plus de deux ans. Le taux réduit s'applique aux travaux pour lesquels une facture est émise à compter du 15 septembre 1999.Le taux applicable est de 5,5% en France continentale et en Corse (2.1% dans les DOM).

Aides régionales :Certains conseils régionaux ou conseils généraux peuvent également apporter des aides. Si cela est le cas dans votre région, la Délégation Régionale de l’ADEME vous renseignera sur le montant de ces aides supplémentaires.

Crédit d’impôt et énergies renouvelables :Le crédit d’impôt pour gros équipements (chauffage, ascenseur, sauna et hammam) est étendu aux dépenses d’équipements de production d ’énergie, utilisant une source d’énergie renouvelable, intégrés entre le 1er janvier 2001 et le 31 décembre 2002, dans l ’habitation principale neuve, ancienne ou en construction du contribuable.Ce crédit d ’impôt est égal à 15% du coût TTC de l’équipement.

5.3. TVA à 5.5%, autres Aides, crédit d’impôt


Formation

Version 2Septembre

2001

6. INSTALLER LE CESI


« Une fois l'accord du client obtenu (devis cosigné), l’installateur réalise l'installation commandée dans le respect des règles professionnelles, normes et textes réglementaires

applicables, selon les prescriptions de l'Avis Technique du matériel prévu, et les spécifications particulières des fournisseurs,...»


Formation

Version 2Septembre

2001

Les capteurs peuvent être implantés en toiture (Tuiles, Tôles, Ardoises), en façade, en allège, en dépendance, au sol.

En toiture, on distingue trois types de mise en œuvre : Les capteurs indépendants posés sur toiture inclinée Les capteurs indépendants posés sur toiture terrasse Les capteurs incorporés en toiture inclinée

Dans ce chapitre, différents exemples de mise en œuvre de supports de capteurs indépendants sont présentés.

Dans le cas des capteurs incorporés ou même indépendants, l’installateurs doit systématiquement se reporter aux documents constructeurs et à l’avis technique du capteur.

6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS


Formation

Version 2Septembre

2001

PoutrePlaque

defixation

Pente de la toitureVue en coupe

Vue de face


Exemple de mise en œuvre de supports de capteurs sur toiture tuiles :

L’ensemble du support des capteurs peut être maintenu sur la toiture par quatre pieds en tube de 1 ” ou 1 ” 1/4.Ces 4 pieds sont alors fixés sur la charpente.

Exemple d’une fixation sur le dessus d’une poutre :


Formation

Version 2Septembre

2001


Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles :

Exemple de fixation sur le côté d’une poutre :

Vue en coupe

Vue de face

Plaque de fixation

Poutre


Formation

Version 2Septembre

2001



Cas particulier : dans le cas d’une couverture en tuiles canal de type « à la bergère » il y aura lieu de faire une chevêtre afin de laisser passer le tube et de répartir les efforts.

Vue de dessus

Planche pour chevêtre

ChevronsPoutre

Vue en coupe


Formation

Version 2Septembre

2001



Pour assurer la pénétration des tubes au travers des tuiles, elles devront être découpées, comme indiqué sur la figure ci-dessous :

Découpe d’une tuile Romane :

Une fois les coupes des tuiles effectuées, il y aura lieu de réaliser l’étanchéité soit par collage à chaud de calendrite, soit par réalisation d’une bavette en plomb.


Formation

Version 2Septembre

2001



Exemple de fixation en tête par plaques soudées sur pans coupés :

Barre de liaison

Les traverses support, sur lesquelles viennent se placer les capteurs, sont ensuite fixées sur les barres de liaison.


Formation

Version 2Septembre

2001



Exemple de fixation en tête par brides :

Bride Pied

Barre de liaison

Les traverses support, sur lesquelles viennent se placer les capteurs, sont ensuite fixées sur les barres de liaison.


Formation

Version 2Septembre

2001

Exemple de mise en œuvre de capteurs sur toiture tôles ou ardoises :

Le support Toiture Tôle/Ardoise est constitué de traverses support sur lesquelles viennent se placer les capteurs.



Formation

Version 2Septembre

2001

Exemple de mise en œuvre de supports de capteurs sur toiture terrasse :

Effectuer le tracé : Procéder au tracé d’implantation des capteurs et de leurs supports. Tracer l’alignement bas des capteurs orientés généralement vers le

Sud, ou suivant l’orientation particulière décidée.



Formation

Version 2Septembre

2001


Pénétration de toiture pour le passage des tuyaux du circuit primaire :

La pénétration au travers des toitures en tuiles est facilitée en utilisant une tuile chatière ou une tuile à douille :

Exemple : Tuile plate chatière Tuile à douille

Des accessoires pour le passage des tuyaux au travers des ardoises, de tôle… existent également (Manchon en caoutchouc sécable vulcanisé par exemple).Une fois les tubes passés dans l’accessoire, l’étanchéité doit être réalisée avec une feuille de plomb ou de zinc. Au besoin, faire appel à un confrère couvreur.

Doc. I.R.B.


Formation

Version 2Septembre

2001

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.Or, pour un capteur non sélectif, la sensibilité au gel est accrue par le rayonnement propre de sa surface absorbante ; il peut ainsi se produire à quelques degrés au-dessus de 0°C. La solution retenue généralement pour éviter le gel est de mettre de l’anti-gel dans le circuit.

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 un antigel de voiture). L’antigel est généralement fourni par le fabricant de CESI.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.

Il existe des CESI auto-vidangeables qui ne nécessitent pas l’utilisation d’antigel. Toutefois leur mise en œuvre nécessite le respect d ’un grand nombre de préconisations données par le fabricant.

6.2. PROTECTION CONTRE LE GEL


Formation

Version 2Septembre

2001

Par prudence, pour éviter toute détérioration due à la chaleur, on placera le circulateur en amont des capteurs : l’eau y sera moins chaude.

Eviter de disposer le circulateur au point bas de l’installation afin que les saletés s’y accumulant ne le détériorent pas.

Le circulateur permet la circulation du liquide caloporteur entre les capteurs et l’échangeur du ballon.Il est commandé par la régulation solaire.

6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

Le circulateur fait partie du kit fourni par le fabricant. Certains 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.


Formation

Version 2Septembre

2001


La place des sondes :

Sonde applique

Contre un tuyau ou un absorbeur, il est recommandé, sauf indication du fournisseur, de recouvrir la sonde d’une pâte thermique, d'un isolant thermique et de la protéger des intempéries.

Sonde à plongeur

avec doigt de gant :- meilleure précision- vérifier le libre passage du fluide

Doc. Constructeur

La sonde chaude doit être impérativement dans le capteur

Capteur solaire

Sortie capteur


Formation

Version 2Septembre

2001


Un vase d’expansion est obligatoire. Il doit permettre un maintien de la pression du circuit primaire quelle que soit la température de l’eau dans le circuit. Il est placé sur le retour du circuit primaire au capteur (circuit froid). Attention à la compatibilité entre la membrane et l’antigel (Cas des fortes concentrations).

Une soupape de sécurité est obligatoire. Elle ne doit jamais pouvoir être isoléeDes robinets de vidange pour les capteurs et pour le circuit doivent être installés aux points bas.

EAU

AZOTEGonflage = 0,3 bar + H/10

Avec H = hauteurentre capteurs et ballon

Pression circuit primaire= 0,6 bar + H/10


Formation

Version 2Septembre

2001


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.

Il peut être à battant ou à ressort. Les clapets à ressort de bonne qualité sont en général plus fiables (les installer en position verticale de préférence).

Clapet à ressort


Formation

Version 2Septembre

2001


Choix du diamètre des tuyaux pour un CESI à circulation forcée :Nous retiendrons par exemple, pour des installations de CESI avec des longueurs de tuyauteries aller-retour jusqu’à 20m, les diamètres suivants :

DN 14 tube cuivre si 2 m² 4 m²

DN 16 tube cuivre si 4 m² 7 m²

Ne pas utiliser à la fois dans un circuit du cuivre et de l’acier galvanisé : électrolyse et dégradation du circuit par corrosion assurées !!!

Se reporter toutefoisaux préconisations du constructeur


Formation

Version 2Septembre

2001

Les isolants :Dans tous les cas, canalisations apparentes, en goulottes ou enterrées dans des fourreaux, ces tuyaux seront obligatoirement isolés dans des manchons souples type « Armaflex » haute température épaisseur mini = 13 mm.

Variante acceptée



Formation

Version 2Septembre

2001

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.

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.

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.

Air

Eau



Formation

Version 2Septembre

2001

Soupape/Mano :

Elle est placée sur le circuit primaire (capteurs/échangeur ballon).La soupape est chargée d’évacuer d’éventuelles surpressions.Elle est tarée à 3 bars.

Le manomètre :

Il indique, en bars, la pression dans le circuit primaire, qui doit se situer, à froid, à 1 bar environ et jamais au-dessus de 2 bars.Il est normal de constater une élévation de pression lorsque le circuit primaire est chaud.

Vanne de remplissage du mélange antigel et de vidange :

Elle doit toujours se trouver en position ferméeet ne doit être manœuvrée que par l’installateur. Elle se trouve au point le plus bas de l’installation.

Bar



Formation

Version 2Septembre

2001

Mise à l’épreuve et remplissage du circuit primaire :

Faire un essai d’étanchéité, à 1,5 fois la pression de service pendant 24 heures.

Bien rincer l’installation et faire tourner la pompe afin d’entraîner les saletés vers le bas.

Ensuite on peut remplir le circuit primaire avec le fluide caloporteur (Mono Propylène Glycol prêt à l ’emploi).

Attention : S’il ne s ’agit pas de MPG prêt à l’emploi, le mélange eau-MPG doit être aussi homogène que possible, sinon l’antigel risquera de s’accumuler dans certains endroits : bien brasser l’eau et l’antigel MPG avant de faire le plein.



Formation

Version 2Septembre

2001


CAS PARTICULIER : le CESI autovidangeable

Bouteille de récupération : 3 conditions essentielles sont à remplir :- Elle doit se trouver OBLIGATOIREMENT dans une zone hors-gel du circuit.- Le point le plus haut de la bouteille doit se situer sous le point le plus bas des capteurs

- Le point le plus bas de la bouteille doit se situer au-dessus de l'entrée de l'échangeur.

Les liaisons hydrauliques entre le circulateur et l'entrée basse des capteurs ainsi que la sortie haute des capteurs et la bouteille de récupération doivent obligatoirement respecter une légère pente qui garantira la vidange totale des capteurs et des canalisations dès l'arrêt du circulateur.

Aucun coude, cintrage, contre-pente ou accidents quelconques sur la tubulure ne devront contrarier ce libre écoulement.

En conséquence, toutes les tubulures contenant de l’eau à l’arrêt ne doivent en aucun cas craindre un risque de gel.


Formation

Version 2Septembre

2001

CAS PARTICULIER : le CESI thermosiphon à éléments séparés

Le point le plus haut des capteurs doit se situer sous le point le plus bas du ballon

Les canalisations ballon/capteur doivent observer une pente minimum (généralement à partir de 5°), sans portion horizontale ou contre-pente, elles doivent être les plus directes possibles en évitant les coudes et les réductions

La longueur de la canalisation entre le collecteur supérieur du capteur et l’entrée de l’échangeur du ballon de stockage doit respecter une longueur maximale admissible préconisée par le fabricant (exemple : 3 m maxi)

Le diamètre intérieur de ces canalisations devra être supérieur ou égal à celui préconisé par le fabricant (exemple : 20 mm mini)



Formation

Version 2Septembre

2001

Raccordements des composants électriques à l’armoire électrique (régulation solaire, circulateur, éventuel appoint électrique, disjoncteur, terre…) :

L’installateur devra se conformer à la norme C15 - 100 sur les règles des installations électriques à basse tension dans les bâtiments. Il s’agit d’une norme harmonisée, simplifiée, et surtout de sécurité.En général l’installateur souscrit une assurance qui le couvre en cas d’accidents relatifs aux raccordements électriques.Si l’installateur n’est pas compétent, il doit faire appel au service d’un électricien.

6.4. PARTIE ELECTRIQUE


Formation

Version 2Septembre

2001

7. ASSISTER LE CLIENT DANS LA RECEPTION DE L’INSTALLATION


« L’installateur règle et met en service l'installation, puis procède à la livraison des travaux en présence du client. Il lui remet notices et tous documents relatifs aux conditions

de garantie et d'entretien/maintenance du CESI,… »


Formation

Version 2Septembre

2001

Le jour de la réception de l’installation, l’installateur devra assurer une visite complète de l’installation avec le client.

Il procèdera à la livraison des travaux. Il remettra au client notices par (ex : tableau des vannes saisonnières à manœuvrer) et tous documents relatifs aux conditions de garantie et d'entretien/maintenance du CESI.La bonne information du client sur les règles de base de vérification de bon fonctionnement de son CESI doit permettre d’éviter des interventions de l’installateur parfois non justifiées.

Important

Ne pas oublier que, dans le cadre de la procédure pour l’attribution de la prime CESI ADEME, l’installateur doit signer le bon de réception de l’installation et son engagement sur l’apport de la garantie au client, au dos du formulaire de description du CESI (document présenté pages suivantes).Remplir la « fiche installation » de description du CESI et la renvoyer à la délégation régionale de l’ADEME

7. RECEPTION


Formation

Version 2Septembre

2001

7. RECEPTION

DESCRIPTION DU CESI

ADEMEDélégation Régionale X Plan Soleil

Fiche d’installation

Identification de l’utilisateur : Identification de l’installateur :

Nom, Prénom :…………………………...…..…Adresse Postale :…………………………...…...………………………………………………......………………………………………………......Code Postal et Ville :....……………………......Téléphone :………………………………….......Adresse de l’installation (si différente) :………………………………………………......………………………………………………......

Raison sociale :

Adresse :

CP et Ville :Téléphone :Télécopie :

mél :SIRET et APE :

N° Qualisol

...............................................

...............................................

...............................................

...............................................

...............................................

...............................................

...............................................

...............................................

...............................................

Caractéristiques de l’installation : Coût de l’installation selon devis joint :

Bâtiment concerné Résidence principale Résidence secondaire Autre :..............................Nombre d’habitants :.......

Marque du CESI :………………….......…….....Type :…………………………………….........

Modèle :…………………………………...........

Implantation :……………………………...........Intégration en toiture : oui non Surface des capteurs : .......m²Volume du ballon : .......litresRésistance électrique intégrée : oui non Echangeur : oui non Energie d’appoint : électricité

fioul Autre à préciser :............................................

Capteur : ............................. HTAutres équipements : ............................. HT

Pose : ............................. HTAutres prestations : ............................. HT

(à détailler)

Total : ............................. HTT.V.A. : ...........................

Total : ............................. TTCPrime ADEME : .............................

Programmation :

Date de la commande :…… / …. / …..Date de la mise en service :….. / …. / …..Remarques :


Formation

Version 2Septembre

2001

7. RECEPTION


Formation

Version 2Septembre

2001

7. RECEPTION


Formation

Version 2Septembre

2001

8. PREPARER LE SERVICE APRES-VENTE


« L’installateur règle et met en service l'installation, puis procède à la réception des travaux en présence du client. Il lui remet notices et tous documents relatifs aux conditions de

garantie et d'entretien/maintenance du CESI,… »


Formation

Version 2Septembre

2001

EQUIPEMENTS

ELEMENTS

CONSTITUTIFS

ou

ASSIMILES

L’installation intérieure

capteurs indépendants

partie intérieure des capteurs intégrés

capteurs intégrés dans la toiture

reprise d’étanchéité de tous supports ou passages tuyaux

parties extérieures des capteurs intégrés

Garantie de bon fonctionnement obligatoire (garantie biennale).

Durée : 2 ans

Garantie décennale obligatoire.

Durée : 10 ans

Assurance obligatoire du maître d’ouvrage, des installateurs.

POINTS PARTICULIEREMENT IMPORTANTS : la solidité du bâtiment (terrasses...), l’étanchéité du bâtiment (au niveau des entrées des supports et des canalisations).

8.1. GARANTIE BIENNALE ET DECENNALE


Formation

Version 2Septembre

2001

L’installateur

L’installateur assure la mise en marche. Ensuite, certains contrôles doivent être effectués, au moins une fois par an. L’usager peut effectuer ces contrôles suivant les indications d’un carnet de maintenance fourni par l’installateur.

Les principales dispositions de maintenance sont les suivantes :

Capteurs solaires : contrôle des raccords hydrauliques : une fois par an et remplacement

immédiat des joints fuyards resserrage de la boulonnerie des supports remise en peinture

antirouille : tous les 3 ans Remplacer le mélange antigel selon la périodicité indiqué par son

fabricant

8.2. MAINTENANCE COURANTE


Formation

Version 2Septembre

2001

L’installateur

Circuit hydraulique primaire :

Organes de sécurité : purgeurs d’air : à manœuvrer vase d’expansion : vérifier la pression de gonflage soupape de sécurité

Fixation et état du calorifuge et de sa protection

Doigts de gants (thermomètres, sondes): compléter graisses et huiles thermiques.



Formation

Version 2Septembre

2001

L’installateur

Régulation-électricité :

alimentation et voyants lumineux des armoires électriques fonctionnement du circulateur par mise en marche forcée caractéristiques des sondes, déclenchement forcé de la régulation (sonde

trempée dans un verre d’eau chaude ou froide).

Tenue du cahier de maintenance :

Utile même sur une installation individuelle.



Formation

Version 2Septembre

2001

L’usager

Vérifier régulièrement le bon fonctionnement du CESI :

La pression du fluide des capteurs doit être d’environ 0,6 bar + H/10 (avec H hauteur entre capteur et ballon).

Par temps ensoleillé, vérifier que le régulateur fonctionne et que le circulateur tourne.

Il est utile de prévoir sur l’installation un thermomètre à l’entrée et un autre à la sortie de l’échangeur solaire du ballon. En fonctionnement et par temps ensoleillé, l’écart entrée - sortie dépasse rarement 10°C. Si cet écart est supérieur à 15°C, c’est probablement le signe d’une mauvaise circulation de fluide.

Enfin le vitrage du capteur doit être nettoyé s’il est empoussiéré (jet à haute pression exclu).

Il est possible à l’installateur de proposer un service annuel d’entretien



Formation

Version 2Septembre

2001

9. DIAGNOSTIC DE PANNES OU D’INCIDENTS


« En cas d'anomalie ou d'incident de fonctionnement de l'installation signalé par le client, il s'engage à intervenir sur le site dans des délais rapides, et procède aux vérifications et remise

en état nécessaires, dans le cadre de la garantie biennale,… »


Formation

Version 2Septembre

2001

Pression en baisse : fuite du circuit primaire

Vérifier l’étanchéité de tous les raccordements. Vérifier l’étanchéité des capteurs. Vérifier si le vase d’expansion n’est pas défectueux (membrane percée). Vidanger le primaire. Réparer le(s) fuite(s) (Joints défectueux : filasse + Gébatout et pour les

joints plats : nitrile, téflon ou graphite résistants à 200°), La réparation effectuée, compléter avec de l’antigel MPG prêt à l’emploi.

?

9. DIAGNOSTIC DE PANNES


Formation

Version 2Septembre

2001


Pression en hausse :

Risque de fuite du circuit sanitaire dans le circuit primaire au travers de l’échangeur du ballon

Pendant les périodes de non utilisation de l’installation, vacances par exemple, couper l’alimentation électrique de l’appoint et laisser la régulation différentielle sous tension, ceci pour éviter des phénomènes de stagnation dans le circuit primaire.


Formation

Version 2Septembre

2001

Le circulateur ne tourne jamais :

Problème de “ gommage ” : dégommer le circulateur Problème lié à la régulation différentielle : vérifier les connections

électriques et l’état des sondes, vérifier l’alimentation électrique du régulateur et qu’aucun voyant “ défaut ” ne soit éclairé. Se reporter à la notice fournie avec le régulateur.

Le circulateur tourne sans arrêt :

Problème de sondes : vérifier l’état des sondes et leurs connexions. Se reporter à la notice fournie avec le régulateur.



Formation

Version 2Septembre

2001

Tableau de dépannage :


LOCALISATION DU DEFAUT :CIRCUIT PRIMAIRE

NATURE DUDEFAUT

DETECTEPression en baisse Pression en hausse

CAUSE(S) DUDEFAUT 2. Fuites du circuit primaire. Fuite du circuit sanitaire dans le circuit primaire.

SOLUTIONS

Vérifier l’étanchéité de tous les raccordements.

Vérifier l’étanchéité des capteurs.

La remise à niveau du circuit primaire neconstitue qu’une solution de dépannage avant larecherche des fuites. Ne pas procéder à desremises à niveau systématiques du circuit sansréparation, sous peine d’entartrage rapide du

circuit et des capteurs.

La réparation effectuée, tester la qualité del’antigel en réalisant un essai sur un prélèvement.

1. Remplacer le vase d'expansion.

Changer l'échangeur si possible, sinon le ballon.

1. Vase d’expansion défectueux.

2.


Formation

Version 2Septembre

2001


LOCALISATION DU DEFAUT :CIRCULATEUR

NATURE DUDEFAUT

DETECTELe circulateur ne tourne jamais Le circulateur tourne sans arrêt

CAUSE(S) DUDEFAUT

1. Problème de “ gommage ”. 2. Problème lié à la régulation différentielle.

Problème de sonde.

SOLUTIONS

1. Se reporter à la notice fournie avec le circulateur.

2. Vérifier les connexions électriques et l’état dessondes, vérifier l’alimentation électrique durégulateur et qu’aucun voyant “ défaut ” ne soitéclairé. Se reporter à la notice fournie avec lerégulateur.

Vérifier l’état des sondes et leurs connexions. Sereporter à la notice fournie avec le régulateur.



Formation

Version 2Septembre

2001


LOCALISATION DU DEFAUTBALLON DE STOCKAGE

NATURE DUDEFAUT

DETECTEFuite du ballon Eau juste tiède au puisage

CAUSE(S) DUDEFAUT

1. Ballon percé.2. Groupe de sécurité Hors Service.

1. Problème de Mitigeur.2. Problème de fonctionnement de l’appoint.

SOLUTIONS1. Changement du ballon.

2. Changement du groupe de sécurité.

1. Le mitigeur n’assure plus sa fonction, leremplacer si nécessaire.

2. Plusieurs cas possibles :

Tester le thermostat de déclenchement de l’appoint :le changer si nécessaire.

Dans le cas d’un appoint électrique, vérifier si larésistance immergée n’est pas endommagée.

Dans le cas d’un appoint assuré par une chaudière,détecter le défaut et se reporter à la notice du fabricant dela chaudière.



Formation

Version 2Septembre

2001

10. SUIVI ET CONTROLE


Formation

Version 2Septembre

2001

Objectif

Dans le cadre du programme HELIOS 2006, l’Ademe attribue des aides financières aux acquéreurs de chauffe-eau solaires qui présentent des caractéristiques suffisantes de qualité - qualité du matériel, qualité de la mise en œuvre.

Pour vérifier la qualité de la mise en œuvre, des visites de contrôle ou audits qualité de certaines installations sont prévus.

Ces visites consistent à inspecter les installations pour vérifier qu'elles ont été réalisées conformément à la charte Qualisol en dix points, signée par l'installateur.

L'audit se compose de trois phases, une phase de préparation, une visite sur place et une phase de synthèse avec la rédaction d'un rapport.



Formation

Version 2Septembre

2001


Exemple de grille de visite


Formation

Version 2Septembre

2001

Fiche 2 : points à vérifier sur l’installation(modèle général)

Notes (+ : OK, - : sansobjet, ? : inconnu, 1 à n :renvoi en bas de page)

Capteurs solaires

Couverture, absorbeur, coffre, joints (en bon état)

Sonde de température (conforme aux prescriptions)

Fixation des capteurs (conforme aux prescriptions)

Raccordement des capteurs (absence de fuite)

Conduites du circuit primaire près des capteurs

Inclinaison (pour permettre la vidange et/ou la purge, sans contre-pente)

Traversée de la toiture (crosse, chatière ou passe-barre - DTU 65.12)

Isolation (conforme aux prescriptions)

Purgeurs (conformes aux prescriptions)

Ballon de stockage solaire

Isolation (en bon état, non mouillée)

Sonde de température (conforme aux prescriptions)

Appoint électrique intégré (raccordé avec protection et sectionneur )

Groupe de sécurité sur arrivée eau froide – (NF, raccordé à l'égout)

Réducteur de pression (si la pression du réseau le requiert)

Conduites du circuit primaire près du ballon

Inclinaison (selon les prescriptions du fabricant pour permettre la vidange

Réglages du chauffe-eau (du ressort de l'installateur)

modifiables par l’usager

Commentaires

Exemple de grille de visite



Formation

Version 2Septembre

2001

11. GESTION ENVIRONNEMENTALE DES CHANTIERS


Formation

Version 2Septembre

2001

Information des riverains

Réduction des nuisances visuelles (aspects visuel du chantier et de ses conséquences)

Réduction des nuisances sonores (engins insonorisés, horaires de travail décalés,…)

Réduction de la pollution du sol, de l’eau, de l’air (limitation des envols de poussières, d’écoulements accidentels d’eau polluée ou non,…)

Maîtrise de la consommation d’eau et d’énergie (emploi d’appareils ou dispositifs économes)

Gestion des déchets de chantier (déconstruction sélective, tri des déchets,…)

11.1. LE CHANTIER PROPRE


Formation

Version 2Septembre

2001

Il concerne les déchets d’emballage dont les détenteurs ne sont pas les ménages :

ce sont : les housses plastiques, les cartons, les plastiques, le bois, les fûts, les palettes servant au transport et au conditionnement des produits ;

ils ne concernent pas les déchets de fabrication produits par l’activité industrielle ;

ils ne concernent pas les détenteurs dont la production hebdomadaire est inférieure à 1100 litres et qui les remettent au service de la collecte des communes.

11.2. DECRET DU 13 JUILLET 1994


Formation

Version 2Septembre

2001

Dispositions à prendre pour les détenteurs pour assurer ou faire assurer l’élimination de leurs déchets d’emballage :

obligation de faire valoriser les déchets d’emballage par réemploi, recyclage ou toute autre action visant à obtenir des matériaux réutilisables ou de l’énergie ;

obligation de tri à la source ( non mélange ) ; signature d’un contrat entre le détenteur et le tiers habilité à qui le

détenteur remet ses déchets ; mise à disposition des agents de l’état des informations relatives aux

conditions d’élimination.

Pour tout renseignement s’adresser auprès des délégations régionales ADEME, Préfectures...

11.2. DECRET DU 13 JUILLET 1994


Formation

Version 2Septembre

2001

Elle fixe qu’à partir du 1er Juillet 2002, seuls les déchets ultimes, c’est à dire les déchets ne pouvant pas être valorisés dans les conditions techniques et économiques du moment, seront admis en centres de stockage.Tous les autres déchets seront recyclés, incinérés, ou traités.

11.3. LOI DU 13 JUILLET 1992

Doc. F.F.B

Signalétique des déchets de chantier


Formation

Version 2Septembre

2001

11.3. LOI DU 13 JUILLET 1992

DECHETSINERTES

DECHETSINDUSTRIELS

BANALS

DECHETSDANGEREUX

Recyclables ?

Recyclables ?Incinérables ?

Traitementpréalable ?

Oui

Non

Recyclable

Incinérable

Ni l’un,ni l ’autre

OuiDéterminationdu traitement

Non

Recyclage

CLASSE III

Recyclage

Incinération

CLASSE II

Physico-chimique...

CLASSE I

Briques, tuiles...,

Emballages,palettes consignées,tube cuivre...

Huile, Pinceaux ...


Formation

Version 2Septembre

2001

ORGANISER REGROUPER TRAITER

CHANTIERS DECHETTERIE

SITESde STOCKAGE oude VALORISATION

11.4. LA FILIERE D’ELIMINATION


Formation

Version 2Septembre

2001

Documents

1. CONSEILLER LE CLIENT ET JUSTIFIER L’INTERET DU CHAUFFE EAU SOLAIRE INDIVIDUEL