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LA TECHNOLOGIE DES CESI
Chauffe-eau solaire individuel (CESI)
3
2CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
SOMMAIRE DE LA FORMATION C.E.S.I.0- Présentation de QUALIT ’EnR1- Les aspects généraux
(p.3) Le potentiel de l’énergie solaire (p.11) Les masques solaires et leur mesure
2- Les applications du solaire thermique dans l’individuel
(p.3) L’eau chaude en individuel (p.4) Le chauffage en individuel (p.8) Les questions habituellement posées
3- La technologie des CESI (p.4) Les différents types de CESI
– Circulation forcée, sous pression et auto-vidangeable– Thermosiphon à éléments séparés et monobloc
(p.14) Les capteurs solaires thermiques – Capteurs non vitrés, plans et tubulaires– Bilan thermique simplifié des capteurs
(p28) La boucle de transfert– La soupape de sécurité, le circulateur– Le clapet anti-retour, thermosiphon– Le vase d’expansion, purgeur et dégazeur – Les conduites de liaison et l’isolation– Le liquide caloporteur
(p.45) La régulation – Le fonctionnement et les réglages
(p.54) Le stockage d’ECS – Différents types de ballon– Protection anti corrosion– Eléments de sécurité
4- Le dimensionnement du CESI (p.4) Les besoins en eau chaude (p.7) Le choix du schéma hydraulique (p.16) Le choix du volume de stockage (p.19) Le choix de la surface des capteurs (p.22) Les ratios simplifiés de calcul (p.24) Le choix du capteur thermique (p.30) Le choix des éléments hydrauliques (p.36) Les logiciels de dimensionnement (p.39) Limites et performances d’un CESI
5- Les obligations technico-administratives (p.4) Les démarches administratives (p.14) La rédaction d’une proposition financière
6- L’installation du Chauffe Eau Solaire (p.4) Installation des capteurs
– (p.8) En surimposition ou Sur châssis– (p.24) En incorporation dans la toiture– (p.33) Sur châssis
(p50) Installation de la boucle de transfert et du ballon7- La mise en route du CESI
(p.4) La partie hydraulique (p.11) La réception des travaux avec le client (p.18) Les documents de l’installation
8- La maintenance des CESI (p.3) Maintenance de l’installation (p.15) Diagnostics de pannes
3CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
LES DIFFERENTS TYPES DE CHAUFFE- EAU SOLAIRE INDIVIDUEL
3.1
Point N°2 de la CHARTRE QUALISOL - Préconiser des matériels solaires bénéficiant de mécanismes de Certification reconnus à l'échelle européenne (CSTBat, Solar Keymark, …), et être le relais des informations de l'Association Qualit’EnR et des organismes publics,
4CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Tous ces différents systèmes sont actuellement éligibles aux primes publiques “Chauffe-Eau Solaire Individuel” ainsi qu’au crédit d’impôt.
R
Il existe deux familles de systèmes CESI
Monobloc Éléments séparésauto vidangeable Sous pression
Circulation forcée circulation naturelle(Thermosiphon)
nota: l’appoint peut-être INTERNE ou EXERNE au ballon de stockage du CESI.
Les différents types de CESI
R
5CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Vue en coupe
Chauffe-eau thermosiphon monobloc
Les différents types de CESI
6CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
GIO
RDAN
O
CALP
AK
CALP
AK
SUN
MAS
TER
Les différents types de CESI
7CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
EFS
ECSChauffe-eau thermosiphon à éléments séparés
Les différents types de CESI
8CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés
E.ZI
NC
Les différents types de CESI
9CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Chauffe-eau solaire constitué d’éléments séparés, dit à circulation forcée
EFS
ECS
R
Les différents types de CESI
10CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Chauffe-eau auto-vidangeable, à circulation forcée
R
Il existe plusieurs techniques d’auto-vidangeable
La réserve est située dans l’échangeur de gros diamètre.
La réserve est séparée et située au dessus de l’échangeur.
Nota : il existe des systèmes avec circulateur toujours immergé et des systèmes avec pompe volumétrique hors du fluide avec une hauteur d’aspiration.
Bouteille derécupérationNiveau d’eau
à l’arrêt
R
ZONE HORS GELZONE HORS GEL
Les différents types de CESI
11CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Chauffe-eau solaire auto vidangeable constitué d’éléments séparés, dit à circulation forcée
ROTE
X
Les différents types de CESI
Echangeur sanitaire
R
ZONE HORS GEL
La réserve est constituée par le volume total du ballon. La
production d’eau chaude étant assurée par un serpentin noyé.
12CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Clapet de anti retour
Pompe fluide (liquide)
Soupape de sécurité
Régulateur
Vase sous pression
Manomètre
Débitmètre
Vanne
Réservoir
Sonde de température
Vanne 3 voies directionnelle
Limiteur de température thermostatique
Vase sanitaire traversant
Schéma : les principaux composants
Zone de captage
Zone de transfert
Zone de stockage
Système compact intégré
Un système solaire thermique est constitué de trois parties
Ballon de
stockage
Capteurs solaires
EFS
ECS
Échangeur
13CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
LES CAPTEURS SOLAIRES THERMIQUES3.2
Captage Transfert Stockage Appoint Distribution
14CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
• Simples et économiques• Métalliques ou en matériau de synthèse• Destinés au chauffage des piscines• Peuvent produite l’ECS dans les pays chauds
Technologie : Capteur non vitré
15CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Réduire les pertes Augmenter les gains solaires Réduire les échanges par
convection avec l’extérieur Créer un effet de serre
Technologie : Capteur plan vitré
1. Le coffre 2. Joint d’étanchéité3. Couvercle transparent4. Isolant thermique5. Plaque absorbante6. Tubes
16CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Technologie : Capteur sous vide
Composition : une série de tubes transparents en verre de 5 à 15 cm de Ø dans chaque tube: absorbeur vide (<10-3 Pa) pour éviter les pertes de l’absorbeur Les tubes doivent être totalement hermétiques traitement sélectif de l’absorbeur pas d’isolation thermique ou de coffre de protection
Couche argentée de baryum (blanc au contact de l’air)
17CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Une diversité de techniquesPrincipes de conception pour le vide :
Le tube sous vide complet
Le tube sous vide à effet “Thermos”
Principes d’échange de chaleur :Circulation directe du liquide caloporteur
Effet « Caloduc »
Technologie : Capteur sous vide
18CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Absorbeurs plats pouvant être orientés permettant ainsi de compléter l’inclinaison du toit.
Ces tubes peuvent être placés verticalement ou horizontalement
Modèle : - Tube sous vide complet
Technologie : Capteur sous vide
VIESSMANN
Les tubes sont obligatoirement inclinés pour le fonctionnement du principe « caloduc »
(Évaporation – Condensation)
THERMOMAX
Circulation directe du liquide caloporteur Echange de chaleur à effet « Caloduc »
19CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
VAILLANTWAGNER & Co
Modèle : - Tube sous vide à effet thermos
Technologie : Capteur sous vide
Circulation directe du liquide caloporteur Echange de chaleur à effet « Caloduc »
Réflecteur CPC
20CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Bilan thermique simplifié
Bilan thermique des capteurs
Rendement
Déperditions
Comparaison
21CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Bilan thermique simplifié
Irradiance
Réflexion du vitrage
Puissance utilePertes thermiques
Pertes thermiques
Irradiance en WattRéflexion du vitrage en %Pertes thermiques par convection
et conduction en Watt
Puissance utile en Watt
Le capteur plan
22CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
E [W/m2]
T1
T2
Les anciens Avis Techniques donnent : a2 = 0
η0 : facteur optique, donnés par les avis techniques
H : irradiance solaire en W/m²
S : surface des absorbeurs en m²
a1 et a2 : déperditions du capteur, donnés par les avis techniques
ΔT : Tm – Text
Tm : température moyenne du capteur = (T1 + T2 ) / 2
Text : température extérieure
Rendement du capteur :
H
T a2
H
T a1 2
0
Bilan thermique simplifié
23CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Bilan thermique simplifié
700 W
413 W
59.0700
3004.0
700
3018.378.0
2
η0 : 0.78
H : 700 W/m²
a1 : 3.18
a2 : 0.04
Tm : (T1 + T2 ) / 2 soit (40+50) / 2 = 45 °C
Text : 15 °C
ΔT : Tm – Text : 45 – 15 = 30 °C
24CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Bilan thermique simplifié
700 W
322 W
63.0700
2504.0
700
2518.378.0
2
Tm : (T1 + T2 ) / 2 soit (40+50) / 2 = 45 °C
ΔT : Tm – Text : 45 – 20 = 25 °C
Influence de la température extérieure :
700 W
441 W
Température extérieure : 0°CTempérature extérieure : 20°C
46.0700
4504.0
700
4518.378.0
2
Tm : (T1 + T2 ) / 2 soit (40+50) / 2 = 45 °C
ΔT : Tm – Text : 45 – 0 = 45 °C
25CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Courbes de rendement, ramené à la surface d’entrée, de capteurs solaires thermiques pour un ensoleillement de 1000 W/m².
Courbes de rendement, ramené à la surface d’entrée, de capteurs solaires thermiques pour un ensoleillement de 1000 W/m².
Utilisation piscineUtilisation piscine Utilisation CESI & SSCUtilisation CESI & SSC Utilisation climatisationUtilisation climatisation
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300Tm - Tex en °C
Ren
dem
ent
Capteur moquette Capteur plan peu performantCapteur plan moyennement performant
Capteur plan très performant.Capteur sous vide
Choix de la technologie des capteurs
26CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Températures de stagnation dans les différents capteursCapteur souple, genre moquette 60°Capteur plan vitré caisson ventilé 170/180°CCapteur plan vitré caisson hermétique 200/230°CCapteur sous vide 250/300°C
Ces températures très élevées sont dangereuses : Lors du montage et au remplissage de l’installation, couvrir les capteurs en cas
d’ensoleillementEn fonctionnement, utiliser les protections contre les surchauffes proposées
par les constructeurs
Performances des capteurs
27CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
LA BOUCLE DE TRANSFERT3.3
Captage Transfert Stockage Appoint Distribution
R
28CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
La soupape de sécurité : son fonctionnement
Soupape/Mano : Elle est placée sur le circuit primaire
(capteurs/échangeur ballon) La soupape est chargée d’évacuer d’éventuelles
surpressions Se référer aux notices techniques proposées par
les fabricants pour le tarage. Elle est toujours raccordée à un bac de récupération de fluide
Le manomètre : Il indique, en bar, la pression dans le circuit
primaire. Elle nécessite de se référer aux notices techniques proposées par les fabricants. Il est normal de constater une élévation de pression lorsque le circuit primaire est chaud
29CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Le circulateur permet la circulation du liquide caloporteur entre les capteurs et l’échangeur du ballon
Il est commandé par la régulation solaire
Le circulateur fait partie du kit fourni par le fabricant. Les circulateurs sont dimensionnées pour vaincre les pertes de charge du circuit sous la vitesse
de circulation maximale autorisée par l’implantation du circuit hydraulique. Les débits de fluide couramment utilisés varient de 40 à 70 l/h par m² de capteur solaire. De nombreux fabricants proposent des débits variables gérés par la régulation solaire,
raccordée sur un circulateur standard acceptant un fonctionnement par alimentation séquentielle (Débit variable).
Par prudence, pour éviter toute détérioration due à la chaleur, on placera le circulateur en amont des capteurs : l’eau y sera moins chaude
Éviter de disposer le circulateur au point bas de l’installation afin que les saletés s’y accumulant ne le détériorent pas
Le circulateur : son fonctionnement
30CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Dans le cas d’un CESI à circulation forcée, le clapet anti retour est indispensable
lorsque le ballon de stockage est disposé au même niveau ou en dessous des capteurs car bien que les tuyaux soient de petits diamètres, en l’absence d’un clapet anti-retour, un thermosiphon pourra se déclencher la nuit en sens inverse et provoquer un refroidissement intempestif du ballon de stockage.
Son rôle: créer une résistance suffisante pour empêcher le thermosiphon de s’amorcer
Le clapet anti-retour : son fonctionnement
un défaut du clapet entraîne une circulation par thermosiphon qui est la cause de pertes thermiques
31CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Le groupe hydraulique est équipé d’un clapet anti-thermosiphon
Vanne ouverteClapet opérationnel
Vanne mi-ouverteClapet désactivé
Vanne ferméeClapet désactivé
Le clapet anti-retour : son fonctionnement
La réalisation de lyre permet d’éviter les effets de thermosiphon naturel.
32CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
LE VASE D’EXPANSIONElément de sécurité indispensable dans une installation de capteurs
solaires dont les rôles sont :– Maintenir la pression dans le circuit,– Compenser la rétractation,– Absorber la dilatation,– Absorber l’évaporation.
Le tube d’expansion doit être raccordé directement au circuit hydraulique primaire sans organes de coupure totale ou partiel
Doit absorber la dilatation du liquide dans le réseau lors de la montée en température de l’installation solaire.
Le vase d’expansion : son fonctionnement
33CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Fonctionnement du vase d’expansion fermé :
PgPg
PrPr
PfPfPf
• Etat du vase à la livraison :
• Etat du vase au remplissage :
• Etat du vase en condition de dilatation maximale :
Le vase d’expansion : son fonctionnement
Volume de dilatation (fluide de l’installation)
Volume de gonflage (azote)
Valve de pré gonflage
récipient
membrane
Orifice de raccordement
Vase à membrane
34CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Les vases sont constitués d’une membrane élastique séparant les phases gazeuse (azote) et liquide (eau). On en distingue deux grands types du point de vue de leur construction :
On rencontre de plus en plus de vases à vessie car leur conception limite les risquesde fuite d’azote et la corrosion. Le liquide n’a pas de contact direct avec la paroi.
Vase à vessie
Eau
Azote
VessiePf
Vase à membrane
Eau en contact avec la paroi
Azote
Le vase d’expansion : son fonctionnement
CARACTERISTIQUES FONCTIONNELLESPression de service 4 bar Pression d'épreuve 10 barTempérature d'utilisation -20°C / +140°CRésiste aux additifs antigel jusqu’à 50 %
Vase solaire Vase chauffage
CARACTERISTIQUES FONCTIONNELLESPression de service 4 bar Pression d'épreuve 6 barTempérature d'utilisation -10°C / +95°C
35CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Aux points hauts de l’installation, l’air risque de s’accumuler, gênant ainsi la circulation de l’eau. On voit dans la figure suivante que l’air fait coupure dans le circuit :
Il faut prévoir une évacuation de l’air à chaque point haut On préfère l’utilisation de purgeur manuel en sortie de capteurs (risque de
vapeur). Si l’on utilise un purgeur automatique à la sortie des capteurs, alors il devra être de qualité tel qu’il supporte les hautes températures
Air
Eau
Privilégier les purgeurs manuels en point haut des capteurs
Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement
36CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement
Purgeur manuel avec report en local technique.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
Capteur
Vanne en local
technique
Tube cuivre de 4x6
Bouteille de purge
37CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Purgeur automatique et bouteille de purge.
3-39Composants et sous-systèmes des installations solaires thermiques
Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement
Montage sur le départ (chaud) Actif uniquement lors de la mise en service et de la maintenance Protection parfaite contre les intempéries Recommandée dans le cas de plusieurs champs de capteurs Pas indispensable si le remplissage du circuit solaire est réalisé à
l’aide d’une station de remplissage
vis de purge
séparateur d'air
coquille de protection
Isolant
38CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement
Dégazeur sur la conduite
39CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Purgeur et dégazeur : rôle et fonctionnement
40CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Canalisations en cuivre ou en inox Ne jamais utiliser du tube PER ou multicouche.
Risque de dégradation rapide avec les températures !
Flexibles inox, doubles, isolés, avec câble pour la sonde capteurs. DN 12, 16, 20, 25,
32, 40. Au détail ou en couronne de 15, 20, 25 ou 30 mètres …
Ne pas utiliser à la fois dans un circuit du cuivre et de l’acier galvanisé : électrolyse et dégradation du circuit par corrosion assurées !!!
Les conduites de liaisons : différents types
41CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Les conduites de liaisons : l’isolation
DiamètreEmission des canalisations en W/m
ECS à 55°C – air ambiant à 15°C
Non calorifugées Mal calorifugées Bien calorifugées
DN15 36 16 8
DN20 46 17 9
DN25 57 19 10
DN32 72 23 11
Réduire les pertes de transfertEpaisseur 19mmRésistant aux UV en extérieurProtection mécanique si nécessaireIsolant haute température
42CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Protection contre le gel
Comme pour tous les circuits de fluide en plein air, il faut prévoir une protection contre le gel, pour éviter de faire éclater le capteur et les conduites en hiver.
Raccordement sur le réseau d’eau interdit.
Il est important d’utiliser un antigel de qualité alimentaire (exemple : mélange à base de mono propylène glycol : MPG) destiné aux installations de chauffage (et non à base d’éthylène). L’antigel est fourni par le fabricant de CESI et ne doit être en aucun cas rejeté à l’égout
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
WATERLINE
0 0
PROPYLENE GLYCOL
ETHYLENE GLYCOL
-10
-10
-20
-20
-30
-30
-40
-50
0
-10
-20
-30
-40
-40
1.15
1.20
1.25
1.30
- +
Le réfractomètre et les différentes échelles de mesures existantes dans l’appareil
43CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Produit concentré antigel et anticorrosion pour installations d’énergie solaire.
Liquide Caloporteur – sans nitrite.
Fluide spécial à base de glycol.
• Aspect liquide limpide, incolore
• Point d’ébullition > 150° C
• Point de congélation < - 50° C
• Densité à 20°C 1.054 – 1058 g/cm3
• pH 7.5 – 8.5
Vieillissement précoce du produit au dessus de 170°C ou 280°C.
Antigel différent suivant capteur plan ou sous vide.
Protection des installations solaires minimum -25°C (à voir suivant la zone géographique).
Contrôle régulier du produit : limpidité, protection au froid et pH.
Protection contre le gel
44CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
LA RÉGULATION : SON FONCTIONNEMENT ET LES RÉGLAGES
3.4
45CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Régulation
La chaleur doit aller des CAPTEURS au STOCKAGE et non l'inverse. La mise en route et l'arrêt de la circulation sont effectués par un REGULATEUR qui mesure
constamment : Tc : température en sortie des capteurs Tb : température en bas de ballon
Un comparateur intégré au régulateur calcule la valeur correspondant à l’écart de température
Tc - Tb (température sortie capteur – température bas du ballon) : T.
Capteur solaire
R
Circulateur
Ballonde
stockageRégulation
Eau froide
Eau chaudeTc
Tb
46CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
La valeur calculée DT est alors comparée aux différentiels d’arrêt et de démarrage :Le circulateur démarre lorsque T = Tc - Tb > DD = différentiel de démarrageLe circulateur s’arrête lorsque T = Tc - Tb < DA = différentiel d'arrêt
Les valeurs de DD et DA sont réglables par l’installateur. Certaines régulations déterminent le DA
Régulation
Capteur solaire
Circulateur
Ballonde
stockage
Régulation
Eau froide
Eau chaudeTc
Tb
R
47CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Marche 100%
Arrêt 0 %
Etat du Circulateur
T°capteur
DD = T°ballon + 8°C
DA = T°ballon + 4°C
T°ballon
1
2
4
3
20
25
30
35
40
45
50
55
08:00 09:00 10:00 11:00Heure
Te
mp
éra
ture
[°C
]
1
2
4
3
Régulation à débit constant
48CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Marche 100%
Arrêt 0 %
Etat du Circulateur
T°capteur
DD = T°ballon + 8°C
DA = T°ballon + 4°C
T°ballon
1
2
4
3
20
30
35
40
45
50
55
08:00 09:00 10:00 11:00Heure
Te
mp
éra
ture
[°C
]
1
2
3
Régulation à débit variable
1
2
49CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Régulation
Quelques particularités : La régulation : le refroidissement nocturne La régulation : le refroidissement nocturne
85° : T° sécurité du stockage120° : T° pour la protection du capteur
Température du stockage Température du capteur
Protection installation = fonctionnement du circulateur interdit
RE
FR
OID
ISS
EM
EN
T N
OC
TU
RN
E
130°
120°
85°
75°
70 °
Marche
arrêt
T(°C)
PR
OT
EC
TIO
N
CA
PT
EU
R
PROTECTION BALLON
PROTECTION CAPTEUR
Atteinte consigne ballon
Pro
du
ction
Pro
du
ction
Pro
du
ction
RE
FR
OID
ISS
EM
EN
T N
OC
TU
RN
E
50CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Régulation
Compléter les phrases suivantes, en tenant compte que le différentiel d’arrêt DA= 3 °C et que le différentiel de démarrage DD = 8 °C :
Le circulateur se met en marche lorsque Tb=30°C et Tc = ……°CLa pompe s’arrête lorsque Tc=35°C et Tb= ……°CLe matin, le ballon est à 48°C et le capteur à 55°C, que se
passe-t-il ?Le ballon est à 77°C (sonde2), le capteur à 92°C, la pompe ne
tourne pas; pourquoi ?
51CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Régulation
52CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Il est recommandé, d’enduire la sonde d’une pâte thermique Et de la protéger
des intempéries (UV)Des rongeurs (extérieur et intérieur)
Sonde à plongeur avec doigt de gant :meilleure précisionvérifier le libre passage du fluide
Doc. Constructeur
Circuit hydrauliqueSonde de température
Capteur solaire
La sonde chaude doit être impérativement dans le capteur
Sortie capteur
53CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
LE STOCKAGE D’EAU CHAUDE SANITAIRE
3.5
Captage Transfert Stockage Appoint Distribution
54CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Caractéristiques principales :
Le volume prendra en compte le caractère discontinu de la ressource
Limiter les pertes au maximum par une très bonne isolation
Favoriser la stratificationÉchangeur secondaire thermique ou électrique ayant
de bonnes performances
Stockage
55CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Ballon un échangeur Ballon bi énergie avec 2 échangeurs
Ballon avec résistance électrique
Source schémas : SOLARPRAXIS
Stockage
Il existe plusieurs grandes classes de technologie de ballon de stockage :
Ballon tri énergie2 échangeurs et
Résistance électrique
56CESI – Chap.3 – La technologie des CESI 3-25
Importance de l'isolation d'un accumulateur:
Stockage
Pertes énergétiques en kWh/an pour un fonctionnement annuel :
Pour un isolant de 4cm d’épaisseur : env. 1174 kWh
Pour un isolant de 8cm d’épaisseur : env. 587 kWh
Pour un isolant de 12cm d’épaisseur : env. 392 kWh
57CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Protection cathodique contre la corrosionAnode au magnésium sacrificielle
– L'anode devra être remplacée lorsque son usure dépasse 60 %.– Un contrôle de l’anode est obligatoire tous les 2 ans.
Anode électronique en titane (ACI)– Fonctionne avec une alimentation électrique qu’il ne faut, en principe, jamais
remplacer
Protection contre les corrosions
58CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Sécurité vis à vis du risque légionelles Les prescriptions relatives à la prévention du risque de développement des légionelles dans
les installations de production d'eau chaude sanitaire : – Pour un volume de stockage de l’eau chaude sanitaire supérieur ou égal à 400 L (ballon final seul), la
température de l’eau au point de mise en distribution doit être au minimum de 55°C ou être portée à un niveau suffisamment élevé au moins une fois par 24 h (Voir l’arrêté du 30 novembre 2005).
– Lorsque le volume entre le point de mise en distribution et le point de puisage le plus éloigné est supérieur à 3 litres, la température de l’eau en circulation doit être au minimum de 50°C en tout point du système de distribution.
Les prescriptions de l’arrêté ne s’appliquent pas à la sortie du ballon de préchauffage.
Protection contre les légionelles
59CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Lors du fonctionnement normal du chauffe-eau, la montée en température provoque une expansion du volume d'eau contenu dans le chauffe-eau.
• Cette eau s'écoule par l'orifice de décharge qui est raccordé à une vidange.
• Ce petit écoulement est normal, mais d'une part c'est un gaspillage, et d'autre part risque de créer une érosion du siège de la soupape, accélérant le débit de fuite.
Il est possible de remédier à cet inconvénient dû à un phénomène purement physique par la pose d'un vase d'expansion sanitaire.
Ce vase est toujours posé sur l’entrée d’eau froide, entre le groupe de sécurité et le ballon.
Le groupe de sécurité
60CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
un vase d’expansion sanitaire Permet de réaliser au moins 5 à 20 m3 d’économie d’eau par an De supprimer les pertes d’eau
Ses caractéristiques fonctionnelles:– Pré gonflage 3 bar– Pression maxi 8 bars– Température maxi 80°C
(Doc.
Pneumatex)
Le vase d’expansion sanitaire
Tableau de détermination du vase sanitaire à installerCalcul fait avec un réducteur de pression réglé à 3 bars
Volume du chauffe-eau 60°C 70°C 80°C
50 L 1 x 5 l 1 x 5 l 1 x 5 l
75 L 1 x 5 l 1 x 5 l 1 x 5 l
100 L 1 x 5 l 1 x 5 l 1 x 8 l
150 L 1 x 8 l 1 x 8 l 1 x 12 l
200 L 1 x 12 l 1 x 12 l 1 x 18 l
300 L 1 x 12 l 1 x 18 l 1 x 25 l
500 L 1 x 18 l 1 x 25 l 2 x 18 l
61CESI – Chap.3 – La technologie des CESI
Le limiteur de température
Réglage et abaissement de la température au plus prêt possible du point d’utilisation.
Organe de protection individuelle (clapet anti-retour, stop flux).Plage de réglage : 25-55 °CTempérature maximale à l'entrée : 110 °CPression différentielle maxi (ΔpV) : 5 bar
Conformément à la nouvelle norme européenne EN1717 (protection contre la pollution de l’eau potable dans les installations d’eau et exigences générales des dispositifs pour empêcher la pollution par retour d’eau), les limiteurs thermostatiques doivent être équipés de clapets anti-retour homologués.