CESI en Drain Back
par Michel Lécuyer 95
michel95solaire at orange.fr

Origine du projet

L’idée est venue en vacances avec un petit fascicule édité par l’ADEME et la région Languedoc Roussillon.
Mais je me suis dit qu’en région parisienne avec l’ensoleillement que l’on a, le système doit marcher 3 mois par an.
Puis j’ai vu dans ma commune des panneaux solaires sur deux maisons.
J’ai donc demandé des devis à deux installateurs Qualisol de ma région. J’attends toujours leur offre. Il est vrai que je ne les ai pas relancés.
Ensuite la Foire de Paris de mai 2007 a été l’occasion de voir à l’oeuvre les marchands du solaire. Ils vous font un devis sans connaître les lieux. La meilleure offre sans aide du conseil général et réduction d’impôts se montait à 7000€ pour 4 m2 de panneaux et un ballon de 300L. On descendait à 3800€ avec toutes les aides possibles et la « ristourne foire ».
Cela restait cher et je me suis dit si je dois faire un geste pour l’environnement autant que cela soit un petit peu rentable et je me suis orienté en 2007 sur une cuve de récupération d’eau de pluie en autoconstruction. Près de 60 m3 d’économisés en 1 an. A 4€ le m3 l’installation devrait être amortie sur moins de 6 ans.
Fin 2007 la société de maintenance m’a annoncé qu’il faudrait changer le brûleur et les chicanes du ballon à gaz. Celui-ci ayant 22 ans (il parait que c’est rare qu’il dure aussi longtemps) il était préférable de le remplacer.
Le prix du gaz ayant fortement augmenté, le projet solaire est ressorti des cartons.
Dans mes recherches, je suis tombé par hasard sur le site de l’APPER.
Là j’ai fait mon « marché » en passant en revue toutes les installations réalisés par ses membres.
Le CESI à autovidange a retenu mon attention.
Merci à Michel Ramboz pour la simplicité de son installation qui m’a décidé à me lancer dans ce système, ainsi qu’à Yves Guern et Emmanuel Marguet pour leurs conseils techniques sur les circulateurs et leurs conditions de fonctionnement.
Je crois qu’il n’est pas inutile de rappeler les avantages de l’autovidange.

1°) Utilisation de l’eau comme fluide caloporteur
-Pas d’antigel qu’il faut renouveler et qui perd ses qualités en cas de surchauffe.
-Meilleur pouvoir de transfert calorifique (30% supérieur au glycol).
-Utilisation de circulateurs de chauffage classique moins onéreux que ceux faits pour le glycol même s’il en faut quelquefois deux suivant la hauteur de l’installation.

2°) Panneaux solaires mis en eau qu’à la demande de la régulation
- Pas de risque de thermosiphon et donc pas besoin de clapet anti retour.
- Pas de risque d’ébullition de l’eau en cas d’absence de circulation. Néanmoins le risque d’endommager les panneaux par la montée en température existe. Si le capteur est de bonne qualité (absence de matière plastique, cadre métallique, isolation en laine de roche, assemblage par brasure forte) il devrait résister. J’en aurai la confirmation après l’été 2009.

3°) Absence de pression dans le circuit.
- Moins de risque fuite grâce à la faible pression d’utilisation.
- En cas d’ébullition par panne de la régulation la vapeur s’évacue par la mise à l’air libre.
- Pas besoin de soupape de sécurité.
- Pas besoin de vase d’expansion.
- Circuit à la pression atmosphérique donc température de l’eau ne pouvant pas dépasser les 100° ce qui permet d’utiliser des manchons isolants prévus pour l’eau chaude sanitaire et qui sont moins chers.

Il est bien sûr nécessaire de respecter des pentes minimales (2 cm/m) sur les panneaux et sur les tuyaux qui ne sont pas hors gel. Il faut également un réservoir tampon pour recueillir l’eau venant des panneaux. L’installation est à concevoir comme celle d’une évacuation d’eau usée. Si la configuration des lieux le permet il ne faut pas hésiter une seconde.
 
 

Schéma de l’installation

 

Description de l’installation

L’installation est composée de 2 panneaux solaires MM TINOX du groupement d'achat APPER, d’un ballon de 300L double serpentin équipé d’une résistance d’appoint de 4,5 kW alimentée en 400V tri, de deux circulateurs Grundfoss UPS 25 50 180 en série, d’une régulation PICO à deux sondes et d’un réservoir de 12L. Les liaisons sont faites avec du tube de cuivre 14-16 sauf la partie basse qui est en acier pour des questions de rigidité.
Les panneaux solaires et la régulation PICO ont été fournis par l’intermédiaire de l’APPER.
 

Le nouveau ballon de 300L proposée par l’APPER ne passait pas, hélas, par la porte de ma cave (il manquait 10 mm) et j’ai dû me rabattre sur un modèle de chez Charot plus cher mais nettement moins que ceux proposés par les revendeurs spécialisés dans le solaire.
Les circulateurs proviennent d’une grande enseigne de bricolage et le réservoir de 12L est un ancien réservoir d’air comprimé de camion auquel j’ai ajouté un niveau d’eau.
Les traversées de toiture sont réalisées par des brides soudées en zinc vissées sur un joint de mastic silicone.
Les panneaux sont bridés sur deux rails eux-mêmes fixés par des pattes en inox passant sous les tuiles.
Les températures atteintes sans eau étant élevées j’ai remplacé les joints silicones fournis avec les panneaux par des rondelles en cuivre recuit montées avec de la graisse haute température. De même les tubes près des panneaux sont isolés avec des manchons à base de caoutchouc eux même protégés des intempéries par du ruban adhésif pour isolant mince
 

 

Le coffret électrique, relais, borniers et contacteur ont été trouvés sur des brocantes.
Les tuyaux à l’extérieur sont camouflés dans un tube de gouttière qui remonte sous le toit ce qui améliore l’esthétique, l’isolation et la protection des manchons.
 

Fonctionnement de l’installation

Le fonctionnement est identique à une installation solaire classique. J’ai gardé les paramètres réglés en usine de la régulation : delta > de 10°, alimentation des circulateurs, delta de 3°, arrêt du circulateur.
Le circulateur n°2 (positionné en vitesse 3) est alimenté par un relais temporisé pendant 1 ½ minute à chaque démarrage, le temps que le circuit se remplisse et se boucle, ensuite seul le n°1 (en vitesse 1) assure l’écoulement. Une vanne réglable a été ajoutée sous le réservoir de 12L pour ajuster au débit conseillé par le fabricant des panneaux (110L/h par panneau).
Un contacteur coupe l’alimentation de la résistance d’appoint lorsque le circulateur n°1 est en service pour optimiser le volume à chauffer.
Le serpentin du haut du ballon n’est pas raccordé, la chaudière actuelle n’ayant pas été conçue pour faire de l’eau chaude.

Les résultats

Le ballon a été mis en service en août 2008 sans être raccordé aux panneaux solaires et bonne surprise, compte tenu du mauvais rendement du précédent ballon à gaz, de l’augmentation du gaz et de l’avantage d’avoir un ancien contrat EDF EJP (Effacement des Jours de Pointe), j’économise sans rien faire de plus, 10€ par mois.
4 m2 pour chauffer en fait 150L d’eau cela peut paraître riche, mais l’exposition sud ouest, l’inclinaison du toit à 45° et la présence d’habitations voisines me masquant partiellement le soleil m’a fait opter pour ce surdimensionnement. On est près de Paris et la place est chère.
L’installation solaire a fonctionné à partir du 11 novembre 08. Les jours de soleil de novembre l’eau en bas du stock monte à 35°. Le 31 janvier est une belle journée, mais froide. La pompe a tourné pendant 4h30 et la température du bas de stock est montée à 46°.
Lorsque l’eau du stock est froide l’écart de température entre les 2 sondes est de 9°. Il se maintient ensuite à 8°.
En estimant à 130L la quantité d’eau chauffée en 4h30 et à 40° l’augmentation de température on obtient une puissance moyenne de 1340W soit 335W par m2.
Les spécialistes me diront si c’est des résultats honorables pour un jour d’hiver à Paris.
Seul reprise qui sera peut-être à faire est la position de la sonde 1 (panneaux). Le doigt de gant se trouve au niveau de l’écrou à collet battu du panneau. Ce montage correspond mieux à un circuit pressurisé. Il s’ensuit un retard dans la transmission de la chaleur à la sonde. La première eau qu’il l’atteint est à 70° alors que la sonde a déclenché le circulateur à 20° seulement.
Pour l’autovidange je pense que la sonde doit pénétrer profondément dans le collecteur supérieur du dernier panneau pour être bien baignée par la chaleur en l’absence d’eau.
L’écoulement de l’eau dans le réservoir tampon fait un peu de bruit, mais ce n’est pas désagréable. C’est même une indication sonore du bon fonctionnement du système.

Maintenant que je commence à comprendre les conditions de fonctionnement d’une installation solaire, je ne peux pas m’empêcher de penser aux deux installations que j’ai vu la première fois dans ma commune depuis la fenêtre du train. Elles ont toutes les deux leurs capteurs orientés nord ouest avec une pente d’environ 15° pour l’une et 30° pour l’autre. L’installateur qui a posé les panneaux à 15° est un professionnel Qualisol. C’est à lui que j’ai demandé un devis. Soit il a voulu faire du chiffre d’affaire, soit il est incompétent. Dans ce dernier cas on voit que la formation Qualisol n’apporte aucune garantie.

Il est trop tôt pour tirer un bilan économique. Mais je pense que l’amortissement de l’installation ne sera pas aussi rapide que pour la cuve à récupération d’eau de pluie.
De toute manière il fallait changer le ballon d’eau chaude avant qu’il ne tombe vraiment en panne. Une installation solaire ne se conçoit pas dans l’urgence et c’était l’occasion à ne pas rater. Et puis comme tous ceux qu’ils l’ont réalisées eux-mêmes il y a le plaisir d’y être arrivé.
 
 
 
 

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