23
34 3. La démarche projet 3.1 L’étude préalable L’étude préalable à la réalisation d’une installation solaire de production d’eau chaude sanitaire a pour objectif de juger de l’opportunité de l’opération et d’évaluer son intérêt potentiel en fonction de la nature des besoins d’eau chaude (importance et régularité annuelle), de l’existence de contraintes techniques ou architecturales fortes, à partir : - d’un dimensionnement de l’installation prenant en compte ces différentes contraintes, - de l’évaluation de son coût, - des économies prévisionnelles. 3.1.1 L’évaluation des besoins en eau chaude L’analyse des besoins constitue le travail indispensable et préliminaire à l’étude d’une installation et au choix des appareils de production. A partir d’une estimation correcte des besoins, les outils de calcul et de dimensionnement permettent une bonne évaluation des performances prévisionnelles des installations. La Garantie de Résultats Solaire (GRS), qui engage les entreprises qui ont conçu et réalisé une installation, est basée sur la productivité énergétique prévisionnelle d’une installation, calculée à partir de l’estimation préalable des besoins. Il est donc primordial que ceux-ci soient connus avec la meilleure précision possible. Or, il est fréquent de ne pas disposer d’hypothèses réelles de consommation. Dans ce cas, les connaissances statistiques des consommations type de la catégorie d’établissement concerné ne suffisent pas, et il est recommandé de faire procéder à des mesures de consommations préalablement à l’étude d’un projet, surtout pour des grandes installations du secteur tertiaire ou hospitalier, où des écarts et des variations importants peuvent être notés. Dans l’hypothèse où l’on connaît , par exemple au moyen de compteurs volumétriques, les volumes Vecs (m3/jour) d’eau chaude effectivement délivrés aux points de puisage, on peut déterminer les besoins énergétiques journaliers Becs en kWh/jour, par la relation : Becs = 1,16 . Vecs . D T Expression dans laquelle T est la différence de température moyenne entre l’eau chaude délivrée aux usagers et l’eau froide du réseau. Lorsqu’on ne dispose pas de données mesurées sur les consommations réelles d’eau chaude sanitaire, les besoins journaliers peuvent être estimés sur la base des quantités d’eau nécessaire pour les principaux usages élémentaires conventionnels en tenant compte du fait que les soutirages n’ont pas tous lieu en même temps (coefficient de simultanéité)

ECSsolaire2

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Ce guide traite les installations solaires thermique

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    3. La dmarche projet

    3.1 Ltude pralable

    Ltude pralable la ralisation dune installation solaire de production deau chaude sanitaire a pour objectif de juger de lopportunit de lopration et dvaluer son intrt potentiel en fonction de la nature des besoins deau chaude (importance et rgularit annuelle), de lexistence de contraintes techniques ou architecturales fortes, partir :

    - dun dimensionnement de linstallation prenant en compte ces diffrentes contraintes,

    - de lvaluation de son cot, - des conomies prvisionnelles.

    3.1.1 Lvaluation des besoins en eau chaude

    Lanalyse des besoins constitue le travail indispensable et prliminaire ltude dune installation et au choix des appareils de production. A partir dune estimation correcte des besoins, les outils de calcul et de dimensionnement permettent une bonne valuation des performances prvisionnelles des installations. La Garantie de Rsultats Solaire (GRS), qui engage les entreprises qui ont conu et ralis une installation, est base sur la productivit nergtique prvisionnelle dune installation, calcule partir de lestimation pralable des besoins. Il est donc primordial que ceux-ci soient connus avec la meilleure prcision possible. Or, il est frquent de ne pas disposer dhypothses relles de consommation. Dans ce cas, les connaissances statistiques des consommations type de la catgorie dtablissement concern ne suffisent pas, et il est recommand de faire procder des mesures de consommations pralablement ltude dun projet, surtout pour des grandes installations du secteur tertiaire ou hospitalier, o des carts et des variations importants peuvent tre nots. Dans lhypothse o lon connat , par exemple au moyen de compteurs volumtriques, les volumes Vecs (m3/jour) deau chaude effectivement dlivrs aux points de puisage, on peut dterminer les besoins nergtiques journaliers Becs en kWh/jour, par la relation :

    Becs = 1,16 . Vecs . DD T Expression dans laquelle DT est la diffrence de temprature moyenne entre leau chaude dlivre aux usagers et leau froide du rseau. Lorsquon ne dispose pas de donnes mesures sur les consommations relles deau chaude sanitaire, les besoins journaliers peuvent tre estims sur la base des quantits deau ncessaire pour les principaux usages lmentaires conventionnels en tenant compte du fait que les soutirages nont pas tous lieu en mme temps (coefficient de simultanit)

  • 35

    3.1.2 Lexposition nergtique solaire du site

    Pour un site donn, la quantit dnergie reue par les capteurs dpend de lexposition nergtique du site, et des conditions dimplantation.

    Les donnes relatives au rayonnement solaire peuvent tre obtenues partir des stations mtorologiques qui sont rparties sur lensemble du territoire ou dans des Atlas Climatiques : Dure et fraction d'insolation en France, priode 1951-1970 avec longues sries de

    mesures Garnier M., Monographie n105 de la Mtorologie Nationale, 1978. ("Sunshine duration and relative sunshine duration in France, from 1951-1970").

    Atlas Energtique du rayonnement solaire pour la France, Tricaud J.F., Pyc Edition, 1979. ("Solar Radiation Atlas for France").

    Le gisement solaire en France : recueil de donnes statistiques, 1971-1980", Mtorologie Nationale, 1984. ("The solar resource in France, Statistical data, 1971-1980").

    Le gisement solaire en France : recueil de donnes quotidiennes, 1971-1980", Mtorologie Nationale, 1984. ("The solar resource in France, Daily data, 1971-1980").

    Atlas climatique de la construction Chemery L., Duchene-Marullaz P. - CSTB, 1987. ("Building construction climatic atlas").

    Atlas europen du Rayonnement Solaire.Volume II : Surfaces inclines. W.Palz, Commission des Communauts Europennes; Direction Gnrale Science, Recherche et Dveloppement.

    Atlas rgionaux des frquences de l'insolation journalire (programme PIRDES-CNRS) ou partir de bases de donnes accessibles en ligne par Internet : Satel-Light, The European daylight and solar radiation database

    (http://www.satel-light.com), NASA. Surface meteorology and Solar Energy Data Set

    (http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/), Solar Radiation and Radiation Balance Data -The World Network-

    (http://wrdcmgo.nrel.gov/html/get_data-ap.html).

  • 36

    3.1.3 Ltude dimplantation des capteurs

    3.1.3.1 La prise en compte des conditions climatiques Dans la pratique, les capteurs solaires doivent tre installs de manire ce que les priodes durant lesquelles tout ou partie du champ nest pas ensoleille du fait dobstacles environnants soient de faible dure.

    On considre que cette condition est remplie si, dans le cas de journes non nuageuses, toute la surface du champ de capteurs bnficie dun ensoleillement direct dau moins 4 heures par jour durant le mois de dcembre et dau moins 8 heures par jour durant le mois de juin. En France mtropolitaine, linclinaison normale des capteurs solaires varie en gnral entre 30 degrs et 45 degrs par rapport lhorizontale pour une utilisation annuelle. Cependant, sur des toitures inclines, les capteurs sont gnralement installs dans le plan de la toiture, pour des raisons desthtique et de tenue aux charges climatiques (vent et neige).

    Le logiciel COMMBt (dvelopp et distribu par le CSTB) inventorie, pour chaque commune de France, toutes les prescriptions gnrales applicables au lieu de construction. Il fournit les caractristiques gnrales applicables une construction, notamment : les charges de neige, les pressions dynamiques de vent, les zones de concomitance vent-pluie, les zones climatiques, les tempratures de base, etc. Il prcise les rgles de conception et d'excution des ouvrages selon la localisation des btiments, en fonction de leur implantation.

  • 37

    3.1.3.2 Linfluence des ombres et des masques

    On peut dterminer, de manire simple, linfluence des ombres causes par des obstacles loigns en dterminant les angles de l'ombre porte laide par exemple dabaques solaires ou de rgles calculer pour valuer la quantit de rayonnement solaire que toute surface ensoleille recevra par ciel clair en n'importe quelle saison, par exemple : Diagrammes solaires du CSTB, Diagrammes polaires du groupe ABC de lEcole dArchitecture de Marseille

    Le diagramme solaire ci-dessus a t tabli pour un site d'observation situ par 0 de latitude Nord. Il reprsente les trajectoires apparentes du Soleil dans le ciel diffrentes dates de l'anne. Les cercles concentriques reprsentent la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon.

    Diagramme solaire pour un site dobservation situ 45 de latitude Nord ou 45 de latitude Sud

  • 38

    Quelques exemples de digrammes solaires (latitude 44):

    A : juin B : mai-juillet C : avril-aot D :mars-septembre E : fvrier octobre F : janvier novembre G : dcembre

  • 39

    Le facteur densoleillement f rend compte de la prsence dombres portes sur les capteurs. Lorsqu aucun obstacle ne porte ombre de faon significative sur les capteurs, le facteur densoleillement est gal lunit.

    - Cas 1 : Les ombres sont principalement causes par des obstacles loigns. La valeur annuelle du facteur densoleillement f est fonction de la hauteur moyenne sur lhorizon, des obstacles faisant face aux capteurs solaires. La courbe suivante a t tablie dans le cas o les obstacles faisant face aux capteurs ont une hauteur constante sur lhorizon. Elle reste applicable aux cas rels condition que les variations de cette hauteur ne soient pas trop importantes.

    Cas 2 : Les ombres sont principalement causes par un obstacle rapproch ou

    lointain, rectiligne (dont larte suprieure est approximativement parallle larte suprieure des capteurs, et suffisamment long pour ngliger les effets de bord).

    Cest le cas, par exemple, des installations collectives avec des ranges de capteurs qui se portent mutuellement ombre, ou encore dans le cas dun immeuble portant ombre sur les capteurs. Dans ce cas, le coefficient densoleillement est donn dans le tableau ci-dessous, en fonction de deux angles aa et bb exprims en degrs (obstacles infiniment longs et capteurs orients au sud).

    bb aa

    -10 -5 0 5 10 15 20 25 30

    0 1 1 1 0,99 0,97 0,92 0,85 0,76 0,67 15 1 1 1 0,98 0,95 0,90 0,84 0,75 0,67 30 1 0,99 0,97 0,95 0,92 0,88 0,82 0,74 0,67 45 0,98 0,97 0,96 0,93 0,90 0,85 0,79 0,72 0,66

    0,610,7

    0,82

    0,910,970,991

    0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1

    1,2

    1 2 3 4 5 6 7

    Hauteur des obstacles (en degrs)

    0 5 10 15 20 25 30

  • 40

    Il est possible de dterminer les angles aa et bb en fonction des longueurs reprsentes dans le schma suivant :

    tg b = [L.h l.(h-H)] / [l.L - h.(h-H) ] tg a = (2h-H) / (L+l)

    Lorsque lobstacle est constitu par une batterie de capteurs situs la mme hauteur et disposs sous la mme inclinaison que les capteurs considrs, le calcul des angles aa et bb se simplifie :

    tg b = h / l tg a = h / (L+l)

    La distance minimale l entre deux ranges de capteurs peut tre obtenue par:

    l/h = [(l / tg a) (l / tgi)] /2 Lorsquil y a plusieurs ranges de capteurs, les coefficients f propres chaque range peuvent tre diffrents. Il y a alors lieu de retenir la moyenne de ces coefficients pondrs par la surface de chaque range.

    aa

    bb

    Hh

    l

    L

    aa

    bb

    i

    h

    l L

  • 41

    3.1.3.3 Lintgration architecturale

    Lharmonie architecturale est un lment important de la russite de lintgration des lments solaires dans une construction. Si la solution la plus communment retenue a t jusqu ce jour, la mise en oeuvre des capteurs solaires de manire indpendante sur support, en toiture ou sur terrasses, dans toute lEurope, les fabricants de matriels, les architectes et les matres douvrages travaillent perfectionner lintgration des capteurs solaires dans les sites. Les solutions de capteurs intgrs en toitures bien que largement diffuses, en particulier dans les pays de lEurope du Nord, ne permettent pas de rpondre toutes les situations. Les murs capteurs ne sont vritablement bien adapts quaux installations de chauffage des locaux.

    Capteurs solaires indpendants sur supports en toiture- terrasse (source : AIE)

    Capteurs solaires intgrs en toitures (source : AIE)

  • 42

    Rappelons qu ce jour, les capteurs solaires thermiques sont soumis la procdure dAvis Technique qui fixe les conditions de mise en uvre et laptitude lemploi des ralisations et que la mise en oeuvre des quipements solaires ncessite lobtention pralable dun permis de construire. Il appartient donc aux matres douvrages den faire la demande auprs des services comptents des municipalits ou des Directions Dpartementales de lEquipement. Les rgles gnrales dimplantation des capteurs solaires approuves par les Groupes Spcialiss n14 et 5 de la Commission charge de formuler des Avis Techniques, dans le cadre des Recommandations Gnrales de mise en uvre des capteurs solaires (Cahiers du CSTB n 1612 et 1613) ne visent que limplantation des capteurs sur des constructions neuves.

  • 43

    Exemple dinstallation de capteurs solaires sur une toiture-terrasse

    Exemple dinstallation de capteurs solaires sur une toiture incline

  • 44

    3.1.3.4 Obstacles et accessibilit

    Dans le cas de la mise en uvre des capteurs solaires sur des toitures existantes, les dispositions dfinies ci-aprs peuvent sappliquer moyennant une tude complmentaire concernant notamment la reconnaissance des lments porteurs de la charpente, de la couverture existante, de lisolant thermique et de ltanchit ainsi que lincidence sur le cheminement des eaux. Dans tous les cas, la stabilit du champ de capteurs doit tre tudie en tenant compte du poids propre des capteurs et des effets dus aux charges climatiques, conformment aux rgles en vigueur : rgles dfinissant les effets de la neige et du vent sur les constructions (Rgles NV

    65, Rgles NV 84), rgles pour le calcul et lexcution des constructions mtalliques (Rgles CM 66), rgles de calcul et de conception des charpentes en bois (Rgles CB 71), DTU n 65.12 "Ralisation des installations de capteurs solaires plans circulation de

    liquide pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire", Cahier du CSTB 2204, Livraison 285, dcembre 1987,

    dtermination des efforts dus aux charges climatiques sur un capteur et sur sa couverture transparente, Cahier du CSTB 1611, Livraison 204, Novembre 1979.

  • 45

    Schmas de liaison des supports sur une toiture ou des points dancrage dun haubanage (Source : CSTB)

  • 46

    Exemples de pntrations de tuyauteries (Source CSTB)

  • 47

    3.1.4 Les liaisons entre les capteurs

    Les capteurs solaires relvent de la procdure dAvis Technique et de certification relative aux quipements de gnie climatique non traditionnels.

    Une installation sola ire est compose de capteurs de mme marque et de mme type. Dans le cas contraire, ou dans le cas du remplacement de lun dentre eux, les absorbeurs doivent tre constitus de matriaux de mme nature pour viter les couples mtalliques, sources de corrosion interne des capteurs.

    Les capteurs doivent tre disposs sur des supports : tels que la planit des capteurs soit respecte ; en aucun cas le montage sur les

    supports ne doit provoquer le gauchissement des capteurs, de manire ce que le ct perc dorifices dvacuation des condensats soit situ en

    partie basse du capteur, capables de rsister aux charges climatiques extrmes (vent et neige). Tous les capteurs doivent galement prsenter des caractristiques physiques voisines, notamment en ce qui concerne les pertes de charge. Ce point est particulirement important, puisquil peut tre lorigine de difficults dquilibrage hydraulique des batteries de capteurs. Dans tous les cas, on aura avantage respecter les indications prconises dans la notice technique tablie par le fabricant des capteurs, notamment pour le raccordement des capteurs entre eux et les problmes de dilatation qui y sont attachs.

    Une des causes des carts frquemment constats entre les performances thermiques dun systme solaire mesures sur un site et celles prvues par le calcul est souvent attribuer un mauvais quilibrage du champ de capteurs.

    La technique la plus courante pour assurer une bonne rpartition des dbits consiste rgler sur le site, un jeu de vannes. Cette technique, empirique, donne des rsultats alatoires et ne peut en aucun cas corriger les erreurs de conception lies au type de configuration de couplage hydraulique entre les capteurs.

    Quelques configurations de couplage hydraulique permettent dviter les erreurs de conception les plus frquentes. Elles ont t tablies partir de logiciels de calculs et de travaux exprimentaux sur sites visant valuer la performance relle dun systme solaire et optimiser le rseau hydraulique. (A. Lebru. Comportement hydraulique et valuation des performances thermiques relles des champs de capteurs . Document CSTB- Ref.MPE/411 Mai 1985). Ces recommandations ne sont pas exhaustives. Elles sont valables pour les quelques configurations de couplage prsentant les meilleures garanties de fonctionnement et pour les dbits de fluide couramment utiliss (dbit de lordre de 40 70 l/h.m2).

    En rgle gnrale, le raccordement des capteurs et des batteries en boucles de Tickelman est envisageable. Toutefois, il convient de veiller adapter le diamtre des collecteurs au nombre de capteurs et la perte de charge de ceux-ci. En effet, afin dassurer une certaine galit des dbits dans les diffrents capteurs, il est ncessaire que le rapport :

    Perte de charge dans les collecteurs/Perte de charge dans les capteurs

    soit le plus faible possible, cest dire que le rapport :

    Diamtre interne des collecteurs/Diamtre interne des circuits hydrauliques des capteurs

  • 48

    soit le plus faible possible (rapport compris entre 1,6 et 3,3).

    Dautres types de configurations peuvent galement tre envisags : raccordement en parallle, raccordement en sries parallles. Dans tous les cas, on vitera de raccorder plus de 5 6 capteurs dans une mme batterie.

  • 49

    Raccordement en boucle de Tickelman

    Raccordement en boucle de Tickelman

    Raccordement en srie (dbit > 70l/h.m2 et N

  • 50

    3.1.5 Les tuyauteries

    Le choix de la nature des tuyauteries et des lments des circuits hydrauliques doit tre effectu conformment aux Rgles de lArt et de la Plomberie (norme NFP 41-201 et DTU de la srie 60), et la rglementation sanitaire en vigueur. En particulier : les tubes en acier galvanis ne doivent pas tre utiliss pour vhiculer de leau dont la

    temprature est suprieure 60 C. De plus, ils ne doivent pas tre placs en aval de portions de circuit en cuivre, laiton ou en bronze,

    lemploi de tubes nus ou ayant fait lobjet dun revtement interne ou dun traitement de surface est autoris, sous rserve que les matriaux figurent dans la liste publie par le Conseil Suprieur de lHygine Publique de France (Brochure n 12227 du Journal Officiel) et quils soient inertes vis vis de leau sanitaire.

    Dans la pratique, et sauf dispositions contraires portes dans le Cahier des Prescriptions Techniques Particulires annex chaque Avis Technique, les matriaux suivants sont rputs satisfaire cette condition : tubes en cuivre conformes la norme NF A 51-120, dpaisseur suprieure ou gale

    0,8 mm, tubes en acier conformes aux normes NF A 49-115, NF A 49-11, NF A 49-112, NF A

    49-160, NF A 49-141, NF A 49-142, NF A 49-145, NF A 49-150, NF A 49-120, NF A 49-250,

    matriaux non mtalliques ayant fait lobjet dun Avis Technique dans lequel la compatibilit demploi avec le fluide caloporteur est reconnue (tenue la temprature et la pression, compatibilit chimique).

    Emploi dconseill avec fluide aqueux,

    sauf dispositions particulires Nature du rseau

    dabsorbeurs Circuit non ar Circuit ar

    Acier noir Exclu pour des utilisations en sanitaire sauf traitement spcial ayant reu un Avis Technique

    pH < 5* ou pH > 12*

    pH < 9* ou pH > 12* Systme protection contre le gel par vidange

    Acier galvanis Exclu pour des utilisations en chauffage

    pH < 7* ou pH > 12*

    Prsence de cuivre en amont pH < 7* ou pH > 12* T > 55 C

    Acier inox Fluide non compatible avec la nuance

    Fluide non compatible avec la nuance

    Aluminium pH < 5* ou pH > 8* Prsence de cuivre ou dalliages de cuivre (srie 2000) ou base de zinc (srie 7000)

    pH < 5* ou pH > 8* Prsence de cuivre ou dalliages de cuivre (srie 2000) ou base de zinc (srie 7000)

    Cuivre Prsence dammoniaque et drivs

    Prsence dammoniaque et drivs Fortes teneurs en sulfates et en chlorures Systme protection contre le gel par vidange (pH < 5)

    * Sauf utilisation dun inhibiteur de corrosion

  • 51

    Le dimensionnement du circuit primaire conduit calculer le diamtre des tuyauteries, connaissant dautres facteurs qui interviennent dans lcoulement :

    - le dbit du fluide, - sa masse volumique et sa viscosit.

    Les tuyauteries du circuit primaire doivent tre dun diamtre suffisant pour permettre la circulation du fluide caloporteur au dbit recommand, en gnral 40 70 l/h par m2 de capteur, avec une vitesse de circulation infrieure ou gale 1m/s.

    Plusieurs diamtres sont envisageables. Il faut cependant remarquer que : si on diminue le diamtre des tuyauteries, les pertes de charges augmentent, ce qui

    entrane un accroissement de la force motrice mettre en uvre (pompes de circulation),

    si on augmente le diamtre, les pertes de charges et la force motrice diminuent, mais les pertes thermiques augmentent et les frais dinstallation deviennent plus importants.

    Le choix du diamtre doit donc tenir compte de facteurs conomiques tels que : frais dinstallation (matriaux, main duvre), frais disolation (matriaux isolants, main duvre), frais dexploitation (force motrice, frais dentretien, rparation), temps damortissement et ses implications sur linvestissement et la rentabilit de

    lopration. Chaque opration est donc un cas despce quil convient dexaminer avec attention. Il est intressant de noter que : le diamtre conomique est indpendant de la longueur du circuit et de la hauteur

    dlvation du fluide caloporteur, les prix unitaires de force motrice et de matriel pos interviennent dans les calculs

    de rentabilit sous la forme de leur rapport, sensiblement constant malgr les variations conomiques,

    les diffrents facteurs qui concourent la dtermination du diamtre conomique interviennent dans les calculs par leur racine carre, de sorte que la variation du rsultat final est plus lente que la variation des diffrents facteurs.

  • 52

    3.1.6 Le stockage et lappoint

    Au stade de ltude pralable (tude de faisabilit ou prdiagnostic) il devra tre tenu compte des possibilits de passage des liaisons hydrauliques entre le champ de capteurs et les ballons de stockage (existence de gaines techniques ou de rservation, emplacement de trmies), compte tenu du diamtre des tuyauteries, de la ncessit de maintenir leur accessibilit pour en effectuer l entretien, et des possibles nuisances sonores qui pourraient rsulter de lcoulement du fluide.

    La bonne configuration consiste positionner le ou les ballons de stockage proximit la fois du champs de capteurs et de lappoint, de manire rduire au maximum les longueurs de tuyauteries et de limiter les pertes thermiques. Lorsquil ne sera pas possible de satisfaire cette double condition, le ballon de stockage solaire sera positionn au plus prs possible de lappoint. La capacit totale deau stocke 60 C dans les ballons dappoint doit tre au moins gale aux besoins maximaux cette mme temprature, du jour le plus charg et sans apports solaires. Toutefois, la capacit de stockage devra tre majore par rapport cette valeur, si : les puisages sont trs loigns de la priode de charge de lappoint (puisages tardifs,

    absence de relais dcaleur), la distribution se fait sans boucle de recirculation et les puisages sont nombreux et

    espacs. La capacit unitaire des ballons dappoints sera choisie, dans la mesure du possible, parmi la gamme dappareils du commerce, infrieure ou gale 5000 litres, compte tenu de la place disponible pour leur implantation. Ainsi, le nombre de ballons ncessaires sera choisi pour rendre les plus aiss possible, linstallation, lentretien et le remplacement des quipements. Sauf prescription particulire, ce nombre sera au maximum de 2 ou3. Si leurs capacits sont ingales, elles ne devront pas dpasser entre elles un rapport de 2.

    Exemple dinstallation avec appoint spar et boucle de recirculation de lECS

    EFS

    R

    compteur

    g.s

    Appoint

    Ballonsolaire

    Mitigeur

    D

    Retour de bouclage

    ECS

  • 53

    Limportance des installations peut conduire adopter des dispositions spcifiques telles que le bouclage de leau chaude distribue.

    Le bouclage de leau distribue conduit augmenter les pertes du stockage denviron 30 50% et de rduire le taux de couverture solaire denviron 10%.

    On pourra tre amen, dans certains cas particuliers, compenser les pertes de la boucle par des rsistances lectriques ou par un rchauffeur de boucle situ au point le plus en aval du retour de boucle. Cest le cas par exemple des installations avec appoint centralis, lorsque lnergie dappoint est fournie par de llectricit pendant les heures creuses.

    Dans tous les cas, et pour satisfaire les exigences de la Rglementation Sanitaire, la boucle de recirculation de leau chaude sanitaire doit tre conue de telle sorte que le rchauffage de leau soit assur par lappoint.

    Les ballons de stockage ainsi que les changeurs de chaleur doivent tre calorifugs (Arrt du 23 juin 1978).

    Dans le cas de ballons manufacturs, les valeurs limites des dperditions thermiques autorises sont fixes par la norme NF C 73-221.

    Lorsque le calorifugeage devra tre ralis sur chantier, les caractristiques de lisolant thermique seront telles que le coefficient de dperditions thermiques du ballon rapport au volume de stockage est infrieur 2W /m3.K.

    Le calorifugeage devra tre dispos de faon permettre la manuvre et le dmontage pour lentretien des appareils. Si pour la conservation de cette accessibilit, il est prvu de dposer le calorifuge, celui-ci sera tel que sa repose puisse se faire sans un nouvel apport de matriau isolant ou de finition.

    Les ballons de stockage Sauf cas spcifique (surface de capteurs < 20 30 m2), les ballons de stockage sont des ballons type Tampon ECS dpourvus dchangeur de chaleur incorpor. En effet, pour des raisons de cot et de performances, des changeurs plaques sont prconiss pour transfrer lnergie provenant des capteurs solaires leau chaude sanitaire. Pour certaines applications, ou plus spcialement certaines implantations des ballons de stockage avec des tempratures basses, on utilise des ballons avec changeur interne pour viter les risques de gel dans les canalisations et dans lchangeur plaques. Dans ce cas, les canalisations deau froide et deau chaude doivent tre isoles efficacement Une attention particulire est porte la tenue en temprature des ballons deau chaude sanitaire. Certains produits sont garantis uniquement si la temprature de stockage est infrieure ou gale 60 C. Une tenue en temprature minimale de 80 C est ncessaire pour les ballons de stockage solaire. Hormis des considrations de qualit de matriau en lien soit avec les qualits de leau, soit avec des aspects sanitaires (mtallisation notamment), aucune caractristique spcifique nest li lutilisation de lnergie solaire. Afin de favoriser la stratification de leau chaude solaire, le ballon de stockage doit tre conu de manire optimiser la performance nergtique de linstallation.

  • 54

    Ballon de stockage solaire :Implantation des piquages (Source Clipsol). Le non respect de cette gomtrie peut entraner une baisse de performances de

    linstallation lordre de 10%.

    H : hauteur de la virole

    100 : manchon 40/49

    H/9 : manchon 15/21

    H/3 : manchon 40/49

    Manchon pour anode de protection

    9H/10 : manchon 15/21

    Ballon eau chaude solaire Implantation des piquages spcifiques

  • 55

    Dans certains cas pour des raisons dencombrement en chaufferie, la seule solution pour disposer du stockage suffisant est de mettre en oeuvre plusieurs ballons de stockage. Dans ce dernier cas, on dispose les ballons en srie aliments en eau froide (ou prchauffe) dans un sens, et par lchangeur contre-courant.

    Vers Circuit Appoint E.C.HBatterie deCapteurs solaires

    VE

    normalement ouverteVanne boisseau sphrique

    normalement ferme

    Vanne boisseau sphrique

    Vanne d'quilibrage

    Clapet anti retour

    Soupape de scurit

    Purgeur d'air automatique

    ManomtreMA

    Manchette

    Tm

    oin

    EF

    B1 B2

    Raccordement vidange

    .frtecsolAndr-JOFFRE

    Schma n 06 31-05-2001

    BP 434 - Technosud Perpignan CdexTel : 04-68-68-16-40Fax : 04-68-68-16-41

    Schma de principe eau chaude sanitaire

    ThermomtreTH

    Sonde de rgulation

    Vase d'expansionVE

    RD Rgulateur diffrentiel

    Circulateur

    MA

    MA MATH

    TH

    RD1 RD2

    TH

    TH

    RD3

    MA

    MA

    Schma de principe : stockage deux ballons (Source Tecsol)

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