Auto-installation capteurs tubulaires pour CESI et appoint chauffage.
                                            Par Hervé SACHOT Orléans, Loiret
 
Construction fin XIXème : Maison pierres et briques, surface habitable 250m² sur 2 niveaux

RDC 125m² (100m² chauffé par plancher chauffant/rafraîchissant sauf cuisine de 25m² radiateur, en projet de PC pièce très froide appoint cheminé et split) Etage 125m² radiateurs fontes installation pré-existante. Il y a aussi deux cheminées à foyer fermé dans la cuisine et dans le salon. La restauration avec un petit agrandissement on été réaliser dans des dépendances pour une 100m² par plancher chauffant (salle d’eau chambre et pièce de remise en forme, cette dernière comporte un double bardage en bois très très bien isolé (M.O.B).
Département : Loiret 45 Altitude :99 m Exposition principale S-SW 230°.
Température de référence 7°C DJU 2528 Station Météorologique de Orléans-Bricy température minimum -18°C

Mon installation de chauffage et d’ECS repose sur un combiné Solaire et PAC, l’ancienne installation chaudière fioul et toujours en place et opérationnelle, mais plus utilisé maintenant.
 
 


 
 

1)Dimensionnement de l’installation.
 
 

J’ai déterminé les besoins de mon installation dans le but de trouvé initialement une solution pour mon ECS réaliser préalablement par ma chaudière fioul malgré mon installation pompe à chaleur sur nappe qui est dimensionné pour mon habitation et est surdimensionné pour mon ECS en été qui aurait entrainé des courts cycles de fonctionnement défavorable pour sa longévité.
 
 

a) Détermination de la consommation d’eau chaude.

 N’ayant pas de compteur d’eau volumétrique sur mon installation ECS. Je suis parti de la formule suivante : 50 litres par personnes.
 
 
 
 

b) Détermination du volume du ballon solaire.

Sachant que Je souhaite avoir une réserve pour deux jours pour faire face aux journées non ensoleillées et aussi car seule la partie supérieur est à température satisfaisante en utilisation hivernal.

(5 personnes X 50l) X 2j = 500l. J’avais aussi une contrainte de la hauteur disponible dans mon sous sol ce qui éliminait la solution d’un ballon de 600l.
 
 

c) Choix du ballon solaire.

J’ai fait le choix d’un ballon solaire double serpentin de 500l.

Caractéristiques:
Isolation 50 mm polyuréthane.
Cuve et échangeurs revêtus d’une double couche d’émail.
Jaquette en acier laqué.
Double échangeurs surdimensionnés.
Utilisation solaire et pompe à chaleur.
Résistance électrique 2Kw incluse.
Anode en magnésium incluse.
Thermomètre analogique au sommet de la cuve


 
 
 
 

d) Détermination du type  des capteurs.

Les caractéristiques de l’habitation sont une exposition de la toiture de 230° S-SW et une inclinaison de la toiture de 45°. De plus il y a des ombres porté sur les capteurs à certains moments de la journée en fonction de la saison.

N’étant pas dans une exposition et l’inclinaison parfaitement idéale, j’ai retenu des capteurs tubulaires sous vide à Cadoluc qui sont moins sensible à une orientation idéalement sud et à une inclinaison qui n’est pas de 60°. J’ai aussi retenu cette solution car la région est relative froide et ses capteurs y sont moins sensibles. Par contre cette solution m’oblige de garder l’installation en eau même en période d’absence (pas de stagnation possible).

e) Choix sur la surface des capteurs

J’ai fait le choix d’installé dans un premier temps deux capteurs de 24 tubes de 58mm de diamètre par 1800 de long soit une surface de 8 m² de capteur pour une surface d’aperture utile de 6,6 m².

PERFORMANCES

Laboratoire ISE Test Report: KTB Nr. 2006-12-a-en)

Obtention de l'agrément NF EN 12975

 
0,674
a1 (W/m²K)
2,452
a2 (W/m²K²)
0,0098

En fonction des résultats, j’ai la possibilité d’ajouté un ou plusieurs capteurs supplémentaires dans un deuxième temps. Pendant la période hivernal la pompe à chaleur fait l’appoint pour les besoin en énergie non couvert par le solaire pour obtention de la température désiré.
 
 

J’ai commandé un capteur supplémentaire de 15 tubes de 70/1900 mm, surface capteur 3m² surface d’aperture 1,638m². Il sera installé à l’automne 2007

PERFORMANCES

(TUV Rheinland Germany)



 

 
0,743
a1 (W/m²K)
1,071
a2 (W/m²K²)
0,035

    Les deux premiers capteurs                                                                      le future
 
 

2) Les autres composants de l’installation solaire.
 
 

a) les conduites du circuit primaire sont en cuivre de 16/18 mm. L’isolation utiliser et de type Armaflex et protéger des rayons solaires par de l’adhésif noir.
 
 

b) le vase d’expansion est de type solaire de 18l.

Le volume d’eau glycolé total du circuit est de l’ordre d’une 20aine de litres

Caractéristiques :

Vase d'expansion solaire 18 litres / 10 bars Pneumatex à vessie.

       -Vessie en butyle airproof adjuvant antigel jusqu'à 50%

     -acier, soudé, couleur beryllium

      -anneau de support pour installation verticale

     -certificat d'examen CE de type DEP 97/23/CE,

    -vessie en butyle étanche selon la norme DIN 4807 T3

Tuyau de raccordement sur station solaire Tacosol Raccord 3/4 Longueur 75 cm.

Raccord & vanne 3/4 "

c) La station solaire
 
 

Station Solaire TACOSOL F70 3.0

Mesure et réglage du débit du circuit.

Réservoir de purge avec vanne de purge.

Montage et remplissage du circuit pouvant être fait par une seule personne.

Groupe de sécurité et soupape de retenue intégré.

Embout de raccordement du vase d’expansion en amont de la pompe permettant une meilleure stabilité des pressions du système.

Pompe WILO 25/6-3 tout terrain 4 à 16 l/min.

Double thermomètres et manomètre.
 
 
 

d)La régulation électronique.

C’est un Millénium II, un choix de raison car utiliser par beaucoup d’auto-installateurs avec une réelle aide et correspond aussi aux besoins d’une installation sur mesure.

e)le Ballon tampon

Il était déjà présent pour mon installation pompe à chaleur son volume est de 600L la détermination de son volume ne dépend pas donc de l’installation solaire. Mais il joue un rôle important dans l’installation solaire car il permet aussi le stockage pour l’installation de chauffage.
 
 

f)la bouteille de mélange

Son volume est approximativement de  35 litres. Elle a été auto-construite a partir d’un tube en fer pour forage. Elle est le deuxième élément en  commun avec l’installation pompe à chaleur. Sa fonction est multiple  pour l’installation solaire comme pour l’installation pompe à chaleur:

Elle permet le réchauffement de l’ECS par la pompe à chaleur en cas d’insuffisance d’ensoleillement. Elle permet aussi la décharge solaire en été. Ainsi que le chauffage du Spa par la PAC comme par le solaire.

Elle permet le réchauffement de l’ECS par la pompe à chaleur en cas d’insuffisance d’ensoleillement. Elle permet aussi la décharge solaire en été. Ainsi que le chauffage du Spa par la PAC comme par le solaire


 
 

g)l’échangeur à plaque

Il permet de transféré les calories soit au ballon tampon pour le chauffage soit pour  la bouteille de mélange pour la boucle de décharge.

Echangeur de chaleur à plaque E5/30 4x 3/4" AG 10bars 27 KW

 h) Les vannes trois voies

J’en utilise deux pour ma boucle de décharge. La première pour orienter le flux vers l’échangeur intermédiaire, le second pour orienter le flux soit vers le ballon tampon pour le chauffage l’hiver soit vers le SPA l’été pour décharger les capteurs.

Spécifications techniques :
Moteur EMV 110 4680-CR Tension de fonctionnement 230 V/50 Hz
Commutateur fin de course 5 (1) A, 250 V, 50 Hz
Puissance 3 VA, en veille, autrement 7,5 VA, temps d'arrêt à 90° 18 sec
 
 

3) les premiers retours d’expériences:

Pour l’ECS la solution me donne entière satisfaction. D’avril à septembre par ensoleillement j’assure 100%  de ma production et même un peu plus ou j’arrive a faire un petit complément de chauffage.

Mais en plein été par un ensoleillement optimum, je suis obligé de décharger sur ma boucle de décharge. Mais avec seulement deux capteurs je suis un peu juste pour chauffer mon Spa.
 
 

4) Conclusion :

J’ai enfin trouvé la bonne solution pour mon ECS.

Maintenant que j’ai réalisé mon installation et qu’elle est opérationnelle, j’éprouve le besoin d’étendre mon champs de capteurs pour assuré une couverture plus importante de mon ECS l’hiver mais aussi de pouvoir assurer un peu plus de complément de chauffage par le solaire dans la journée là ou le coût de l’électricité est plus élevé. J’espère aussi pouvoir assurer le chauffage de mon Spa l’été actuellement la puissance est insuffisante.

Je suis donc impatient d’installer le nouveau capteur de 15 tubes en octobre et dans le future un autre capteur de 30 tubes pour utiliser le minimum d’électricité.