Installations Solaires Collectives Individualisées...En tout premier lieu, et pour ne pas se...

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Installations Solaires Collectives Individualisées

Guide de rédaction du cahier des charges techniques de consultation à destinations

du Maître d’Ouvrage et Maître d’Oeuvre

Version Finale – Décembre 2006 R. MORLOT CSTB F. BELLENGER CSTB M.J. LAGOGUE COSTIC L. GRELICHE TECSOL P. LECARPENTIER EDF J.C. FRICHET EDF M. CARRÉ ADEME J. ROGLIANO Architecte-Designer

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Organisation du document AVANT-PROPOS 4 INTRODUCTION 6 AVANT PROJET SOMMAIRE 9 Notions de base sur les installations solaires collectives individualisées FICHES TECHNIQUES 27

FT1 : Schémas types et variantes

FT2 : Légionelle - Arreté Ministériel et Risques

FT3 : Fluides caloporteurs

FT4 : Equilibrage hydraulique

FT5 : Raccords hydrauliques

FT6 : Entretien Maintenance

FT7 : Montage d'une opération

ANNEXE 1 : AVANT PROJET DEFINITIF Guide de dimensionnement ANNEXE 2 : PHASE DE CONSULTATION Modèle de Cahier des Clauses Techniques particulières (CCTP)

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Remerciements La matière première du document a été abondée par les partenaires du CSTB : l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME), Electricité de France – Département Enerbat (EDF R&D), le Centre d’Etude et de Formation du Génie Climatique et de l’Equipement Technique du Bâtiment (COSTIC), le Bureau d’Etudes TECSOL, et l’Architecte Designer Jean ROGLIANO. Tous ont apporté un précieux éclairage complémentaire dans leurs domaines d’expertise et ont rendu possible cette publication. Qu’ils en soient remerciés. Le document bénéficie aussi des apports d’un comité de relecture, afin d’enrichir son contenu, en élargissant le panorama des expériences. Le CSTB tient à citer ces « experts » ou « praticiens », à savoir les personnes suivantes :

Bruno GAGNEPAIN ADEME Jean-François COUSIN ADEME DR

Camille PETITJEAN COSTIC Jean-François DOUCET EDF

Eric MICHEL ACD2

Dominique BRIANE BETSO Christian FORTUNE HOLISUD ICO

Louis CASALS TECSOL Jean-Marie FOUNEAU Installateur

Que chacun soit ici remercié pour sa contribution.

Quelles sont vos attentes d’un tel guide, en tant que spécialiste ou non du domaine, et intéressé par la technique des Installations Solaires Collectives Individualisées ?

Dominique BRIANE – Bureau d’Etudes BETSO « Un guide des bonnes pratiques en production d’ECS solaire et en particulier pour le solaire collectif individualisé indiquant très clairement les erreurs à éviter. Un point précis de ce qu’il est raisonnable de faire en termes de contrôle et garantie de l’installation. Les limites de la GRS dans ce type d’installation. »

Christian FORTUNE - Bureau d’Etudes HOLISUD « Ce guide doit permettre à son lecteur de cibler les principaux points critiques d’une conception et lui permettre de les déterminer et répondre aux principales questions. Il lui permettra de valider une conception en toute connaissance de cause. Il doit nous orienter vers des solutions techniques quantifiables et réalisables sur chantier. Celles-ci doivent s’appuyer sur des règles et règlementations existantes. »

Jean-François DOUCET - EDF « On attend des schémas de principe, le dimensionnement des organes, les points clés de l’installation à respecter et une méthode de mise en service ainsi que des éléments pour le contrôle du bon fonctionnement et la maintenance de l’installation. Le montage du dossier (documents à produire, demande d’aides financières, calendrier de réalisation,…) est également important à décrire. »

Jean-François COUSIN – DR ADEME « Apporter au maître d’ouvrage les informations relatives aux avantages et inconvénients d’une installation solaire collective individualisée pour qu’il puisse faire le choix de ce type de système en toute connaissance. » A ce titre, il me semblerait intéressant de repérer visuellement, tout au long de l’ouvrage, ce qui est spécifique à ce type d’installation solaire collective individualisée.

Guide des Installations Solaires Collectives Individualisées 4/84

AVANT-PROPOS Dans un souci de promotion de l’énergie solaire, il devient indispensable de définir des règles de dimensionnement, de conception et de fonctionnement permettant d’accompagner l’émergence de cette alternative énergétique pour la production d’Eau Chaude Sanitaire. En effet, à l’heure où les Maîtres d’Ouvrages s’intéressent à cette ressource, il convient de les conforter dans ce choix en leur fournissant les outils susceptibles de garantir le bon fonctionnement et la pérennité des installations. A l’instar des installations collectives de production d’eau chaude traditionnelles (gaz / fioul) pour les usages d’ECS, il convient de produire des documents regroupant les précautions et les mesures à prendre pour réaliser une Installation Solaire Collective Individualisée dans les règles de l’art. Avant d’aborder les différentes phases de la réalisation d’un système solaire thermique Collectif Individualisé, il est important de rappeler que la philosophie générale d’utilisation des énergies renouvelables et de la production d’eau chaude solaire en particulier, doit être associée à une démarche globale visant à une Utilisation Rationnelle de l’Energie (URE), qui favorise la conception et la gestion d’installations peu consommatrices en énergie, soit en corrélation avec une consommation modérée et maîtrisée, et qui diminue leurs impacts sur l’environnement. Le présent document regroupe les règles utilisées pour les installations classiques d’Eau Chaude Sanitaire et de Chauffage, applicables dans le cadre des Installations Solaires Collectives Individualisées. Ces règles sont pour la plupart extraites du « Guide Technique de conception et de mise en œuvre des réseaux d’eau destinée à la consommation humaine à l’intérieur des bâtiments » [2]. Elles font également plus largement appel à des documents complémentaires dont les références sont annexées à ce guide. L’aspect économique ne sera pas traité dans ce document, mais nous encourageons le lecteur à se rapprocher de l’ADEME pour faire établir et subventionner un pré-diagnostic réalisé par un bureau d'études. Le pré-diagnostic permet au maître d'ouvrage d'avoir une approche technique, économique et environnementale de la solution solaire proposée, de faire son choix et de passer à l'investissement.

Des informations sur le montage d’une opération sont données en fin d’ouvrage dans la Fiche correspondante Fiche Technique N°7 : Montage d’une Opération

Note : « En Région PACA, dans le cadre du Plan Soleil 2006 de production d’Eau Chaude Sanitaire Collectif/Tertiaire/Industriel, tout projet solaire de production d'Eau Chaude Sanitaire supérieur à 15m² dans le collectif doit être précédé, pour être soutenu financièrement par l’ADEME et la Région, d'un pré diagnostic réalisé par un bureau d’études indépendant. » ENERPLAN - http://www.enerplan .asso.fr/


Légendes des symboles utilisés

Purgeur d’air

Vanne d’arrêt

Clapet anti-retour

Soupape de sécurité

Interrupteur crépusculaire

Manomètre

Réservoir de collecte

Vanne d’équilibrage

Vase d’expansion

Vanne 3 voies

Compteur d’eau

Mitigeur thermostatique

Circulateur (pompe)

Capteurs solaires

Groupe de sécurité

Echangeur interne (ballons de stockage)

Régulation

Sonde température Résistance électrique


INTRODUCTION En tout premier lieu, et pour ne pas se méprendre sur la typologie des installations solaires traitée dans ce guide, il convient de dissocier le concept d’installations solaires collectives « individualisées » (Figure 1.a), du concept d’installations solaires collectives avec appoint individuel (Figure 1.b).

Figure 1.a Figure 1.b

Les premières sont suffisamment spécifiques pour faire l'objet d'un document à part, comme se veut l’être le présent guide. Traiter des installations solaires collectives avec appoint individuel n’est pas opportun, dans la mesure où à notre sens, ces dernières font partie des installations solaires collectives [1]. Le titre (Installations Solaires Collectives Individualisées) a l'avantage de mettre en lumière cette spécificité et, par ailleurs, commence à être connu. L’Installation Solaire Collective Individualisée pour la production d’Eau Chaude Sanitaire privilégie la décentralisation du stockage solaire dans chacun des logements, pour une meilleure régulation de l’appoint en fonction des besoins de chaque logement. Cette installation est composée d’un champ de capteurs raccordé hydrauliquement à des ballons individuels verticaux, situés dans chaque logement et équipés d’un échangeur noyé en partie inférieure. La production d'appoint pourra être :

- intégrée au ballon, par résistance électrique ou par échangeur raccordé à une chaudière, obligatoirement situés au-dessus de l’échangeur solaire,

- ou indépendante par ballon complémentaire, chauffe-bain ou chaudière mixte adaptés, raccordé en série et en aval du ballon solaire.


L’intérêt est double :

- seule l’énergie solaire supporte les pertes de la boucle collective,

- individualisation totale des charges d’eau et d’énergie d’appoint (gestion individuelle de l’appoint électrique en heures creuses par exemple).

L’inconvénient résulte d’un encombrement important du stockage imputable aux surfaces privatives du logement. En terme de loi Carrez, ces surfaces ne sont pas déductibles de la surface habitable.

Comparaison des systèmes : forces et faiblesses

Forces Faiblesses

Solaire collectif individualisé [Figure 1.a]

- Individualisation totale des charges d’énergie liée à la production d’ECS ;

- Gestion individuelle de l’appoint, une panne n’affectant qu’un usager ;

- Gain de CO2

- Espace requis dans les logements pour les chauffe-eau individuels ;

- Investissements un peu plus coûteux qu’une solution tout collectif (maîtrise des coûts en cours) ;

- Portage de la GRS à clarifier pour chaque opération (comptage individuel ou non, relève,…) ;

- Suivi et maintenance plus délicate

Solaire collectif [Figure 1.b]

- Solution bien adaptée dans le cas d’une installation d’ECS déjà collective ;

- Gain de CO2 ;

- Stockage d’ECS solaire, libérant l’espace des logements (placards) ;

- Gestion centralisée de l’ECS, avec une seule gestion de l’appoint à prévoir.

- Recouvrement des charges d’eau et d’électricité répercutées sur le gestionnaire ;

- Nécessité de prévoir un maintien en température de la boucle et d’isoler le circuit de distribution ;

- Pertes thermiques liées à la distribution collective de l’ECS ;

- Besoin d’un local pour le stockage solaire

Ce guide s’applique à la réalisation de systèmes solaires thermiques à usage collectif individualisé. Il propose :

- une méthodologie d’aide à la rédaction de documents de consultation pour des projets immobiliers.

- des recommandations qui permettent la réalisation d’installations solaires thermiques de qualité, intégrés au mieux dans leur environnement architectural.

Ce guide s’adresse à tous les acteurs impliqués dans la réalisation de systèmes solaires thermiques appliqués au logement collectif et intégrés au bâti :


- les maîtres d’ouvrages (particuliers, entreprises, collectivités locales) ;

- les maîtres d’œuvre (architecte, bureaux d’études) ;

- les professionnels du bâtiment et des énergies renouvelables (Industriels, installateurs).

La trame de base du guide repose sur la description des éléments propres aux Installations Solaires Collectives Individualisées sur lesquels les concepteurs du projet doivent réfléchir et justifier de leur choix (technologiques, financiers, architecturaux,…). Ces éléments sont introduits et détaillés par le guide pour la définition de la la phase d’Avant Projet Sommaire (APS) : rédaction de spécifications fonctionnelles et techniques.

Le guide est accompagné de fiches techniques permettant d’apporter des points d’éclairage particuliers sur :

- les schémas types et variantes d’installations solaires collectives individualisées

- la légionelle - Arreté Ministériel et Risques

- les fluides caloporteurs

- l’équilibrage hydraulique de l’installation

- les exigences en matière de raccords hydrauliques

- l’entretien et la maintenance des installations

- et le montage d'une opération

Enfin il est proposé en Annexe de ce guide, les éléments permettant la définition de la phase d’Avant Projet Définitif (APD) : préconisations basées sur l’état de l’art et l’expérience des professionnels du solaire thermique ainsi que des exigences spécifiques de l’ADEME, afin d’établir le Dossier de Consultation des Entreprises. Toujours en annexe, le guide propose enfin un modèle de Cahier des Clauses Techniques Particulières (CCTP) ainsi que des fiches techniques décrivant des problématiques très spécifiques à l’installation. Ce guide doit permettre de faciliter le traitement de demandes de financements adressés aux délégations régionales de l’ADEME (Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie), ou à d’autres financeurs. L’ADEME s’appuiera sur ce document dans les phases d’instruction et de suivi des projets qu’elle aura à examiner. D’éventuels bailleurs de fonds pourront avoir la même démarche et utiliser ce guide. Les auteurs de ce guide rappellent que les exigences et préconisations proposées sont données à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas engager leur responsabilité ou celle de l’ADEME dans la mesure où ces recommandations ne peuvent à elles seules garantir le bon fonctionnement de l’installation, mais y contribuent fortement. La liste des textes réglementaires n’étant pas exhaustive, les Bureaux d’Etudes auront à leur charge la vérification des textes en vigueur.


AVANT PROJET SOMMAIRE Notions de base sur les installations solaires collectives individualisées

1. GENERALITES 11

1.1 EFFICACITE ENERGETIQUE DU SYSTEME SOLAIRE 13 1.2 INTEGRATION AU BATI 14

2. SCHEMAS HYDRAULIQUES 15

2.1 FONCTIONNEMENT DU CIRCUIT PRIMAIRE (OU CIRCUIT DU CHAMP DE CAPTEURS SOLAIRES) 16 2.2 FONCTIONNEMENT DU CIRCUIT SANITAIRE 18

3. METHODE DE CALCUL 19

3.1 BESOINS D’EAU CHAUDE 19 3.2 CAPTEURS SOLAIRES 20 3.3 BALLONS DE STOCKAGE 22 3.4 PERFORMANCES DE L’INSTALLATION 24

4. ACCESSIBILITE 24


Cette phase correspond, pour un projet immobilier, à l’expression des besoins fonctionnels et techniques d’ordre général. Elle implique principalement le Maître d’Ouvrage et l’Architecte, appuyés quelquefois de Bureaux d’Etudes spécialisés. Les matériels et équipement à mettre en œuvre ne sont pas à ce stade du projet, spécifiés précisément. Concernant l’intégration du projet d’Eau Chaude Sanitaire solaire collective individualisé au projet global, les critères qui influenceront les choix technologiques et architecturaux sont :

- la production de chaleur possible dépendant du gisement solaire, des paramètres géométriques (orientation, inclinaison), des masques (proches, lointains), les rendement des matériels composant le système ;

- le type d’intégration architecturale (autant à l’enveloppe du bâtiment que dans l’espace intérieur des logements, en favorisant l’accès au ballon de stockage et aux organes de réglage pour la maintenance) ;

- Les critères de choix techniques et financiers qui vont orienter les offres des entreprises réalisatrices, notamment en terme de matériel proposé (amortissement des coûts d’installation et d’exploitation).

Par ailleurs d’autres objectifs peuvent être envisagés, à savoir :

- environnementaux : participation à la réduction des émissions de gaz à effet de serre,

- pédagogiques : une réalisation réussie devient à son tour un agent promoteur pour la diffusion des énergies renouvelables,

La vocation d’une installation solaire collective individualisée, intégrée au bâtiment, est avant tout énergétique. Un tel système constitue un facteur d’amélioration de l’impact énergétique global du bâtiment. Sa production d’eau chaude, dédiée dans le cadre de ce guide à l’Eau Chaude Sanitaire, est destinée à couvrir en tout ou partie des besoins particuliers de consommation. L’intégration des capteurs solaires thermiques en lieu et place de matériaux de construction généralement passifs (toiture), assurant à la fois la fonction de clos et de couvert, d’isolation, mais aussi de production d’eau chaude, présente l’avantage d’une meilleure esthétique sur le plan de l’impact visuel, à laquelle s’ajoute l’économie de matériaux de construction. L’intégration des capteurs devra se faire dans le respect des Documents Techniques Unifiés (DTU), et autres réglementations en vigueur.


1. GENERALITES

Comme les installations solaires thermiques en général, les installations solaires collectives individualisées produisent de l’Eau Chaude Sanitaire et utilisent à cet effet, en partie l’énergie solaire. A ce titre, les installations solaires collectives individualisées comprennent :

- un champ de capteurs solaires qui convertit le rayonnement solaire incident en chaleur,

- autant de réservoirs de stockage que de logements, chaque volume étant adapté aux besoins individuels,

- des conduites (circuit primaire) reliant le champ de capteurs solaires aux échangeurs internes de chaque ballon de stockage,

- un fluide caloporteur circulant dans le circuit primaire et acheminant dans le réservoir de stockage, l’énergie produite par les capteurs,

- une pompe pour la mise en circulation du fluide caloporteur,

- des accessoires hydrauliques (purgeurs, vannes d’isolement, vannes d’équilibrage, clapets anti-retour, vases d’expansion, manomètres, compteur d’eau, sondes de température…)

- un dispositif de régulation automatique avec action sur la pompe,

- une source énergétique d’appoint.

Figure 2

La source en énergie d’appoint complémentaire à l’énergie solaire, est installée dans chaque logement de l’habitat collectif (gaz/électricité). Cet appoint porte l’eau sanitaire préchauffée par l’énergie solaire, à la température désirée aux différents points de puisage du logement. Ces installations font partie de la famille des chauffe-eau solaires :

- indirects (l’Eau Chaude Sanitaire ne passe pas à travers le champ de capteur solaire),

- à circulation forcée (le fluide caloporteur est mis en mouvement par une pompe),

- avec ou sans vidange (l’installation respectivement se vide ou reste en eau lorsque la pompe est arrêtée).


1.1 EFFICACITE ENERGETIQUE DU SYSTEME SOLAIRE

L’aptitude à l’emploi d’une installation de production d’Eau Chaude Sanitaire, qu’elle soit solaire ou non, est caractérisée par la disponibilité de l’eau aux points de puisage, en quantité suffisante, à une température donnée, au moment voulu. Dans les installations de production d’Eau Chaude Sanitaire par l’énergie solaire, un complément d’énergie fourni par un équipement d’appoint est rendu nécessaire pour :

- le maintien d’un niveau de température permettant d’assurer les besoins en Eau Chaude Sanitaire, puisque les équipements solaires sont généralement dimensionnés pour n’en couvrir qu’une partie,

- le maintien d’un niveau de température propre à éviter la prolifération de bactéries, notamment de légionelles. Fiche Technique N°2 : Légionnelle – Arrêté Ministériel et Risques

A l’opposé des installations solaires collectives à appoint centralisé [1], l’efficacité d’une installation solaire collective individualisée peut difficilement être quantifiée par le paramètre de « couverture solaire », qui est la part relative des besoins d’énergie pour l’eau chaude, couverte par l’énergie solaire. Cette difficulté est liée au calcul de l’énergie solaire valorisée au niveau de chaque réservoir individuel de stockage, qui dépend fortement de l’équilibrage hydraulique du circuit primaire, et des besoins individuels d’ECS. Fiche Technique N°4 : Equilibrage hydraulique

La contribution solaire dans le fonctionnement du chauffe-eau solaire collectif individualisé, dépendra aussi plus communément :

- de la ressource solaire disponible sur le lieu géographique d’implantation du projet (latitude, altitude, données climatiques),

- de l’orientation des capteurs solaires thermiques par rapport au Sud et de leur inclinaison par rapport à l’horizontale,

- des ombres portées sur les capteurs solaires thermiques, aux différentes heures de la journée, et ce sur une année,

- des performances des différents éléments composant le système (fluide caloporteur, isolation des tuyauteries, échangeurs, déperdition des ballons de stockage, régulation,…)

- de la température d’eau froide du réseau : plus l’eau est froide, plus il faut d’énergie pour la porter à une température donnée (consigne du stockage par exemple), et plus il faudra d’eau chaude, en volume, pour qu’au mitigeage on assure une température constante.


Dans ce contexte on notera que l’ensoleillement n’est pas constant au cours de l’année : l’énergie solaire disponible en moyenne par jour est supérieure en été qu’en hiver. Concrètement, l’irradiation journalière sur une surface horizontale est 5 (région Sud) à 9 (région Nord) fois plus élevée en été qu’en hiver, ce qui impacte sur la quantité d’eau chaude susceptible d’être produite journellement. Signalons encore qu’en matière d’ensoleillement, la quantité d’irradiation disponible varie au cours de la journée : nulle la nuit, elle augmente par ciel dégagé pour atteindre une valeur maximale vers midi solaire. Suite à ces remarques, l’inclinaison et l’orientation du champ de capteurs solaires devrait être modifiées en fonction du jour de l’année et de l’heure de la journée, mais en pratique, cette adaptation constante s’avèrerait trop coûteuse. On opte plus facilement pour une orientation donnée (associée à l’implantation du bâtiment, à savoir ±15° par apport au Sud), et une inclinaison suffisamment efficace pour l’ensemble de l’année, soit 45°. 1.2 INTEGRATION AU BATI

En matière d’intégration au bâti, trois grandes familles d’implantation du champ de capteurs solaires thermiques sont à envisager : - les réalisations sur une structure portante indépendante de l’enveloppe du bâtiment (en

sur-imposition), n'assurant à ce titre pas de fonction de clos ni de couvert ;

- les réalisations incorporées à la toiture ou à la façade des ouvrages, réalisant la fonction de couverture ou de parement, mais qui associées à un accessoire adéquat (bac d'étanchéité,...) constituent un ensemble assurant tout ou partie de la fonction de couverture ;

- les réalisations intégrées (élément de façade ou de couverture posé suivant des procédés traditionnels), prenant en compte les fonctions de clos et couverts propre à l’enveloppe du bâtiment.

La première famille n’induit généralement que des contraintes structurelles au bâtiment : fixation des châssis, traversées des circuits hydrauliques et câbles des sondes de mesures, etc.… Son impact thermique se limite essentiellement à la réduction des apports solaires thermiques passifs du à l’ombre portée sur le bâtiment. La deuxième famille présente l’avantage d’une meilleure esthétique à laquelle s’ajoute l’économie de matériaux de construction. Il nécessite cependant une analyse plus fine du comportement thermique des bâtiments, afin de prendre en compte les effets thermiques liés à l’incorporation des capteurs au bâti. La dernière famille, l’intégration complète, présente l’avantage d’une esthétique parfaite, une solution complète pensée pour sa facilité de mise en œuvre et sa durabilité. Dans tous les cas, l’intégration des capteurs solaires au cadre bâti devra se faire dans le respect des Documents Techniques Unifiés (DTU), des préconisations de l’Avis Technique et des notices techniques du fabricant.


2. SCHEMAS HYDRAULIQUES

En pratique, il existe un certain nombre de concepts de chauffe-eau solaires bien différents. Il nous est impossible de décrire l’ensemble des concepts, nous nous limiterons à décrire un schéma type d’installations solaires collectives individualisées, qui a déjà été adopté sur plusieurs opérations de logement, pour mettre en évidence les avantages et inconvénients de ces réalisations, suivant les critères d’une analyse hydraulique, énergétique, environnementale et sanitaire. Il s’agit d’une installation solaire collective à circulation forcée, sans système de vidange, associée à une source d’énergie électrique d’appoint direct, intégrée dans chacun des réservoirs individuels de stockage.

Figure 3 : Schéma type d’installation solaire collective individualisée

Remarque : Dans la majorité des cas, la vanne 3 voies sur le circuit primaire de ce schéma ne se justifie pas. Elle est nécessaire lorsque les capteurs sont trop éloignés des colonnes de distribution, pour éviter les pertes de distribution.

(1)

Dispos

(5)

(21) (30)

(2)

(8)

(7)

(9)

(6) (3)

(8) (8)

(4)

(10)

(10)

(12)

(12)

(13)

(13)

(11)

(9)

(11)


Une fiche technique est dédiée à l’illustration des variantes possibles de ce schéma, que l’on retrouve sur le marché et dans les codes de simulation numériques (SIMSOL, TRANSOL).

Fiche Technique N°1 : Schémas types et variantes

2.1 FONCTIONNEMENT DU CIRCUIT PRIMAIRE (OU CIRCUIT DU CHAMP DE CAPTEURS SOLAIRES)

On se reportera Figure 3 pour le repérage des éléments composant l’installation solaire collective individualisée. Le capteur solaire (1) est relié par l’intermédiaire du circuit primaire à un ensemble d’échangeurs (10) se trouvant dans les parties inférieures des réservoirs individuels de stockage (9). Lorsque les rayons du soleil atteignent le capteur solaire (1) et l’interrupteur crépusculaire (30), la pompe (2) s’enclenche mettant en mouvement le fluide caloporteur du circuit primaire. Le fluide caloporteur, après avoir été réchauffé par la plaque absorbante (absorbeur), quitte le capteur solaire et circule à travers la vanne trois voies « tout ou rien » (3), activée par un dispositif de réglage automatique sur la base des températures mesurées en sortie (20) et en retour de capteur (21), à contrario de la température mesurée en partie basse du ballon comme cela se pratique dans les installations solaires collectives à appoint centralisé. La raison en est simple : le réservoir de stockage étant « divisé » en autant de logements, cela rend la mesure de température en partie basse de chaque ballon impossible. Le fluide caloporteur libérera sa chaleur au profit des réservoirs individuels de stockage (9), si la température mesurée par la sonde (20) en sortie de champ de capteurs solaires, est supérieure de 5 à 10°C à la température mesurée par la sonde (21) : ouverture de la vanne trois voies (3). Ce faisant, le fluide caloporteur du circuit primaire se refroidit au travers des différents échangeurs (10) et est réacheminé vers le champ de capteurs solaires. Si la différence de température entre les sondes (20) et (21) retombe à 2°C, le régulateur referme la vanne trois voies (3) ; il en va de même lorsque la température de retour (21) dépasse 85°C. Le clapet anti-retour (5) disposé dans le circuit primaire empêche que l’écoulement ne s’inverse par un effet thermosiphon1 lorsque le circulateur (2) ne fonctionne pas. Un tel écoulement inverse aurait pour effet de ramener la chaleur du réservoir de stockage vers le champ de capteurs solaires, ayant pour conséquence une déperdition de chaleur vers le milieu ambiant. Ce clapet anti-retour (5) doit normalement être disposé en aval du vase d’expansion (4). L’effet de thermosiphon est un phénomène parasite dans les installations solaires collectives à circulation forcée, dont on cherche à s’affranchir pour éviter tout déséquilibre hydraulique des circuits. 1 Sous l’effet de la chaleur, un fluide se dilate provoquant une diminution de sa masse volumique. De ce fait la masse volumique du fluide contenu dans la branche hydraulique en sortie de capteurs solaires (A) présente une masse volumique inférieure, en moyenne, à celle du fluide contenu dans la branche hydraulique en entrée des capteurs solaires (B). La pression au point A à tendance à descendre en dessous de la pression au point B. La moindre différence de pression entre ces deux points s’accompagne immédiatement d’un écoulement entre ces deux points et, partant, dans l’ensemble du circuit. C’est ce que l’on appelle l’effet thermosiphon, c'est-à-dire l’écoulement d’un fluide dans un circuit causé par les différences de masse volumique du fluide en différents endroits du circuit.


L’équilibre hydraulique des réseaux de distribution, via les vannes d’équilibrage (6), joue un rôle essentiel dans l’exploitation optimale de l’installation. En son absence, les échangeurs de chaleur internes (10), sont irrigués par un débit d’eau insuffisant ou excessif, ce qui affecte dans les deux cas, l’équilibre thermique du système concerné, et son aptitude à être convenablement régulé et programmé. Fiche Technique N°4 : Equilibrage hydraulique Le vase d’expansion (4), placé à l’aspiration du circulateur (2), doit absorber l’expansion thermique du fluide caloporteur échauffé, ainsi que l’augmentation de volume survenant lorsque ce fluide, présent dans le champ de capteurs solaires, entre en ébullition (phénomène de stagnation, lorsque la pompe (2) s’arrête et que l’ensoleillement est maximal). Lorsque la température de stagnation est atteinte, de la vapeur surchauffée peut se former, ce qui induit des contraintes sur le matériel à utiliser. Pour cette raison, les purgeurs (8) sont disposés aux point les plus hauts du circuit primaire, et ne doivent pas être automatiques. Au besoin, on peut remplacer les purgeurs manuels par des systèmes automatiques « verrouillables » (en installant en amont du purgeur, une vanne d’isolement ou robinet d’arrêt). Cette option offre l’avantage de pouvoir laisser l’installation fonctionner un certain temps, au début ou après chaque remplissage, avec les purgeurs automatiques en service. Les purgeurs doivent résister à de hautes températures (>130°C). La soupape de sécurité (7) protège le circuit primaire contre les surpressions anormales, par exemple en cas de défaillance du vase d’expansion (4). Le fluide caloporteur pour ce type de boucle étant majoritairement un antigel, il ne peut être évacué dans les canalisations d’égout. Tant la soupape de sécurité que le robinet de remplissage et de vidange sont raccordés à un réservoir de collecte du fluide caloporteur, qui devra être évacué conformément aux dispositions environnementales en vigueur. Fiche Technique N°3 : Fluides Caloporteurs Remarque : Le concept d’installation solaire collective à circulation forcée avec système de vidange, dite aussi auto-vidangeable, présente un certain nombre de différences : - Le fluide caloporteur est théoriquement de l’eau. Il n’est dans ce cas pas nécessaire de

prévoir un réservoir pour collecter les résidus des différentes soupapes et robinets de purge (évacuation vers les canalisations d’égoût).

- Le circuit primaire n’est pas en permanence rempli de fluide caloporteur : lorsque le

circulateur ne fonctionne pas, le champ de capteurs solaires et les sections de conduites primaires exposées au gel sont systématiquement vidés dans un réservoir dit de vidange. Le niveau d’eau dans ce réservoir détermine le « niveau de vidange », c'est-à-dire le niveau d’eau de remplissage du circuit primaire qui doit être contrôlé pour le bon fonctionnement de l’installation. Il convient de disposer le niveau de vidange en dessous du point le plus bas du champ de capteurs solaires, en tenant compte des pentes et des longueurs de conduites d’amenée et d’évacuation.

- Le réservoir de vidange permet de séparer du fluide caloporteur les gaz expulsés du

champ de capteur, pour ne pas affecter la transmission de chaleur au niveau des différents échangeurs des stockages individualisés de l’installation. Les déperditions thermiques du réservoir de vidanges sont à limiter.

- Le réservoir sert de vase d’expansion (il évite l’installation d’un vase d’expansion

distinct), et remédie ainsi à l’inconvénient du phénomène d’ébullition, puisque le champ de capteurs solaires se vide à l’arrêt des pompes. Le réservoir de vidange affranchit aussi l’installation du clapet anti-retour, dans la mesure où il interdit l’établissement d’un courant inverse qui résulterait d’un effet thermosiphon.


- Le circuit primaire se remplissant automatiquement à la mise en marche des pompes, il faut veiller à donner aux conduites une pente minimale continue, pour assurer un dégazage correct de la section purgée. Ce remplissage nécessite que la pompe ait une hauteur manométrique suffisante pour amener l’eau au point le plus haut de l’installation. Cette hauteur est très supérieure à celle requise pour surmonter les pertes de charge de circulation du fluide caloporteur dans le circuit primaire en mode de fonctionnement. La pompe est donc équipée d’un régulateur de vitesse pour réduire la hauteur manométrique après le démarrage de la pompe, ou deux pompes en série peuvent être nécessaires pour surmonter des hauteurs manométriques plus importantes.

Si ce concept d’installation solaire collective auto-vidangeable présente beaucoup d’avantages, il est à noter la difficulté d’obtenir en pratique une installation qui soit complètement auto-vidangeable, comme le précise le point ci-dessus, par la réalisation des pentes du circuit primaire. C’est pour cela que dans la réalité, les installations auto-vidangeables utilisent de l’antigel en lieu et place de l’eau, pour s’affranchir de ces difficultés. 2.2 FONCTIONNEMENT DU CIRCUIT SANITAIRE

L’eau chaude sanitaire présente dans les réservoirs de stockage individuels (9), durant certaines périodes, n’est pas suffisamment élevée pour répondre aux besoins, sans un apport d’énergie complémentaire. L’appoint d’énergie sert également à lutter contre le risque légionnelle, en portant régulièrement la température du ballon de stockage à température pendant un temps donné. Fiche Technique N°2 : Légionelle - Arreté Ministériel et Risques Lorsque le chauffage d’appoint est assuré par un appareil instantané (au gaz ou à l’électricité), il faut se prémunir des températures dangereusement élevées, en raison du préchauffage qui se fait dans le ballon de stockage, en équipant l’appoint d’un réglage thermostatique. Lorsque le chauffage d’appoint (11) est intégré au réservoir de stockage (chauffe-eau à accumulation), le circuit sanitaire peut également comprendre un vase d’expansion de qualité sanitaire monté à proximité de la soupape de sécurité sanitaire, afin de diminuer les pertes d'eau. En effet, lors de son échauffement, l'eau contenue dans un chauffe-eau à accumulation se dilate. Ne pouvant être absorbé par le ballon, l'excédent d'eau est tout simplement renvoyé à l'égout en passant par le groupe de sécurité (12). Cette évacuation intervient une seule fois par jour avec un ballon d'eau chaude électrique fonctionnant en heures creuses. Elle atteint alors 3% du volume. Pour un appareil à énergie gaz intégré, la perte est supérieure, la chaudière se mettant en fonctionnement dès qu'il y a une demande d'eau chaude. Dans tous les cas, la présence d’un mitigeur thermostatique (13) doit être obligatoirement ajouté en amont des points de puisage pour des raisons de sécurité (risques de brûlure des utilisateurs lorsque l’ensoleillement est important). Enfin, un disconnecteur de zones de pression différente (non contrôlable) doit être installé sur l’alimentation d’eau froide sanitaire. Cela s’explique par la présence dans le fluide caloporteur, d’un antigel pouvant être toxique et pouvant le cas échéant, être mélangé à l’eau sanitaire en cas de fuite par l’échangeur, entre les circuits primaire et sanitaire. Le disconnecteur empêche la pollution de l’ensemble de la conduite de distribution et permet également de se rendre compte de l’apparition d’une surpression indésirable dans le circuit d’Eau Chaude Sanitaire.


3. METHODE DE CALCUL

A ce stade de la conception, le taux mensuel de couverture solaire Fecs se calcule de la manière suivante pour une surface de capteurs solaires thermiques donnée, les caractéristiques des capteurs et des chauffe-eau n’étant à priori pas connues. 3.1 BESOINS D’EAU CHAUDE

Becs sont les besoins mensuels pour l’eau chaude en kWh comptés en aval de l'appoint (donc en amont de la distribution) :

Becs = Qw + Qd,w

Qw et Qd,w sont respectivement les besoins d’eau chaude et les pertes de distribution

Qw = 1,163 x 12,2 x Sh x ( Tuw – Tcw ). Nsem,nor [kWh/mois] avec Sh : m² de surface habitable Tuw : température de l’eau chaude utilisée au puisage (référence RT2005 : 40°C) Tcw : température de l’eau froide entrant dans le système de préparation de l’eau chaude Nsem,nor : nombre de semaine du mois, vacances exclues Ci-dessous les températures de l’eau froide Tcw [°C], en fonction des zones climatiques Jan Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept Oct Nov Déc H1 5,7 5,7 7,0 9,2 11,8 14,0 15,3 15,3 14,0 11,8 9,2 7,0 H2 7,2 7,2 8,5 10,7 13,3 15,5 16,8 16,8 15,5 13,3 10,7 8,5 H3 9,7 9,7 11,0 13,2 15,8 18,0 19,3 19,3 18,0 15,8 13,2 11,0

Tableau 1 : Moyenne mensuelle des températures de l’eau froide Tcw en degré Celsius Il est toujours préférable de sous-estimer la consommation d’eau chaude que de la sur-estimer, qui peut conduire à un sur-dimensionnement de l’installation et une perte de productivité du champ de capteurs solaires. Chauffe-eau solaire collectif à appoints individuels Lorsque les appoints individuels sont reliés au ballon solaire par un réseau bouclé dont le retour s'effectue dans le ballon solaire, les pertes du réseau bouclé sont de même nature que celles du ballon solaire et ne sont pas comptées. Sinon on prend :

Qdwsa = 0,25 Fecs . Qw si la tuyauterie est isolée Qdwsa = 0,4 Fecs . Qw si la tuyauterie n'est pas isolée

En première approximation, il est conventionnel que le taux de couverture solaire mensuel Fecs n’excédera en aucun cas 85% le mois le plus favorable si les besoins d’été ont bien été évalués (consommation d’ECS plus faible constatée en été, liée au taux d’occupation des logements (période de vacances) et à une température d’eau froide plus élevée).


3.2 CAPTEURS SOLAIRES

Les caractéristiques des capteurs solaires à prendre en considération sont :

- la surface A (m²) (surface unitaire multipliée par le nombre de capteurs),

- le rendement optique η0,

- les coefficients de pertes a1 (W/m².K) et a2 (W/m².K²) selon la norme NF EN 12975-2 (en vigueur depuis 2002).

A est la surface d’entrée ou la surface hors-tout, en cohérence avec les autres paramètres. Si on ne connaît pas les caractéristiques thermiques du capteur, on peut adopter les valeurs par défaut suivantes (RT2005) :

η0 = 0,6 a1 = 10 W/m².K (capteur plan vitré) a2 = 0 W/m².K²

Une installation solaire qui ne couvre qu’une partie des besoins d’eau chaude (comme par exemple 50%), aura une très bonne efficacité de conversion du rayonnement solaire (rendement du champ de capteurs solaires pouvant dépasser les 50%) car il ne sera que très rarement en condition de surchauffe (température du réservoir de stockage au-delà de laquelle le champ de capteur ne fournit plus d’énergie supplémentaire). En revanche, si l’on souhaite couvrir le maximum de ces besoins avec l’énergie solaire, l’installation se composera d’un plus grand champ de capteurs solaires qui ne donnera pas son plein rendement les jours les plus ensoleillés, et devra posséder un plus gros volume de stockage (en adéquation avec la surface de capteurs solaires), ayant des pertes plus importantes. La surface requise A (m²) du champ de capteurs solaires est donnée par [4] :

A = Fecs x Becs / (η x Isc x Dens )

η= η0 – a1.Tm* - a2.G.Tm*²

avec Tm* = (Tm – Text) / G

Par défaut, on peut prendre une valeur de Tm* comprise entre 0,045 et 0,055 pour un fonctionnement des capteurs plans vitrés à température moyenne Tm égale à 50 °C (Tm = [ Tentrée capteur+Tsortie capteur ] / 2). Ci-dessous la température extérieure moyenne mensuelle Text [°C], en fonction de la zone climatique.

Jan Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept Oct Nov Déc H1 3,5 4 7,1 10,5 13,1 16,3 20,6 18,9 16 10,6 4,8 3,7 H2 3,6 7,8 8,6 10,4 13,8 17,3 20,7 19 16,8 13 6,7 5,8 H3 8 9,6 10,9 12,7 16,2 19,8 23,5 22,4 20 15,9 11,1 8,7

Tableau 2 : Moyenne mensuelle des températures extérieures Text en degré Celsius


Dens est la durée mensuelle d'ensoleillement donnée dans le tableau suivant en fonction de la zone climatique.

Jan Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept Oct Nov Déc H1 48 87 149 126 145 188 276 256 175 107 42 50 H2 107 124 163 183 186 255 292 300 173 104 121 75 H3 116 78 204 235 305 282 340 283 228 196 210 153

Tableau 3 : Durées mensuelles d'ensoleillement en heures

ISC est l'ensoleillement sur le plan des capteurs en moyenne mensuelle exprimé en W/m². Dans le cas où les capteurs sont orientés entre le sud-est et le sud-ouest, inclinés entre 40 et 50 ° sur l’horizontale, et sans obstacle susceptible de leur porter ombrage, les valeurs de ISC sont données dans le tableau ci-dessous pour les trois zones climatiques. Ces valeurs intègrent une minoration d’environ 6 % pour tenir compte de l’angle d’incidence (la performance d'un capteurs vitré diminue lorsque l'angle d'incidence s'écarte de l'incidence normale). Cette minoration n’étant valable que pour les capteurs vitrés, il faut diviser les valeurs du tableau par 0,94 en cas de capteurs non vitrés. Jan Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept Oct Nov Déc H1 55 97 129 140 156 178 212 199 157 106 49 43 H2 91 123 138 175 178 204 221 214 165 108 97 59 H3 92 90 168 200 240 224 248 213 191 162 154 115

Tableau 4 : Irradiation solaire mensuelle corrigée sur des capteurs vitrés inclinés à 45° et orientés vers le sud (W/m²)

Remarque : Pour l’habitat collectif, les valeurs indicatives pour la surface nécessaire (surface d’absorbeur de capteurs plans vitrés) lors d’une orientation optimale à 45° sont [11] :

- petit collectif (jusqu’à 20 personnes) 1,2m²/personne (1,0 à 1,5m²/personne) ;

- moyen collectif (20 à 100 personnes) 0,8m²/personne (0,5 à 0,8m²/personne) ;

- grand collectif (plus de 100 personnes) 0,5m²/personne (0,4 à 0,8m²/personne).

Le dimensionnement est fait pour une consommation quotidienne de 50 l/personne à 55°C. La surface de capteurs plans vitrés (hauteur moyenne hors tout de 2,0 mètres) installée par m² d’implantation au sol, est donnée à titre indicatif dans le tableau suivant, en fonction de l’inclinaison des capteurs et de différentes zones climatiques (H1, H2, H3) :

hauteur inclinaison hhiver 30° 45° 60° H1 17,7 4,87 0,41 5,85 0,34 6,43 0,31 H2 20,0 4,48 0,45 5,30 0,38 5,76 0,35 H3 23,3 4,05 0,49 4,70 0,43 5,02 0,40 Distance

b [m]* R Distance

b [m]* R Distance

b [m]* R

Tableau 5 : Ratio Surface Capteur / Emprise au sol (*cf. Figure 5 du §2.1)


3.3 BALLONS DE STOCKAGE

Le réservoir de stockage est à dimensionner afin de pouvoir conserver pendant un jour ou deux, la production d’énergie non utilisable directement.

Vp : partie du réservoir de stockage qui ne peut être chauffée qu’à l’énergie solaire Va : partie du réservoir qui peut être chauffée par le chauffage d’appoint.

La plupart du temps, le volume en attente peut aussi être chauffé à l’énergie solaire. Vs : l’ensemble de toutes les parties d’un réservoir de stockage pouvant être chauffée à l’énergie

solaire. Figure 4 : Réservoir de stockage individuel - Définition

Le cas d’un ballon horizontal avec appoint intégré est à proscrire dans les installations solaires collectives individualisées. Si le ballon ne comporte pas d’appoint, le volume de stockage solaire VS est égal au volume du ballon V. Si le ballon comporte un appoint intégré, on doit réduire le volume de stockage solaire VS pour en tenir compte. Pour cela on multiplie le volume total V par le facteur (1 – faux), faux étant la fraction effective concernée par l’appoint, directement donnée par des essais selon la norme ISO/DIS 9459-5. Si on ne connaît pas faux, on peut adopter par défaut la valeur de 0,5 dans le cas d’un ballon vertical. En fait, faux se calcule par la formule suivante :

faux = µ. Va / V avec Va : volume chauffé par l’appoint, µ : coefficient égal à 0,6 si l’appoint est une résistance électrique alimentée seulement en heures creuses et à 0,9 dans les autres cas. Le volume Va d’appoint (ou en attente) est égal à la consommation moyenne journalière à 40°C d’Eau Chaude Sanitaire, y compris le besoin de chaleur pour la circulation. Ce volume dépend de la disponibilité de l’énergie d’appoint. Si la recharge est possible plusieurs fois par jour, le volume en attente se réduit d’autant.

Volume d’appoint Va (en attente)

Volume de préchauffage Vp

Volume mort

Volume solaire Vs

Volume total VT


- Si la surface habitable Sh est supérieure à 27 m²

Va = (470,9 . ln (Sh) – 1075) / 7

ln : logarithme népérien

- Si la surface est comprise entre 14 et 27 m²

Va = 17,7.Sh / 7

F1 F2 F3 F4 F5

Surface du logement 29 m² 41 m² 66 m² 95 m² 110 m²

Consommation à 40°C en l/jour

73 l 96 l 128 l 153 l 163 l

Tableau 5 : Consommation d’eau réglementaire estimée en fonction de la surface d’habitation Le volume solaire déduit des valeurs ci-dessus, est valable pour une consommation d’ECS régulière. Lors d’un profil hebdomadaire irrégulier de consommation, il est recommandé de choisir un volume solaire suffisamment grand pour accumuler un maximum d’énergie en période de faible consommation, dans le but d’en disposer les jours de forte demande.

Remarque : La Marque NF Electricité-Performance classe les réservoirs de stockage selon leur capacité (V40) à délivrer une quantité d’eau chaude à une température de 40 °C, pour une température d’eau froide de Tcw = 15 °C.

- Chauffe-eau de catégorie A : V40 ≥ 1,5 x capacité de stockage

- Chauffe-eau de catégorie B : V40 ≥ 1,7 x capacité de stockage Les labels VIVRELEC et PROMOTELEC s’appuient sur ce classement pour le dimensionnement des ballons électrosolaires. La question du choix des températures de production conditionne en effet le dimensionnement du ballon électrosolaire, la position de la résistance électrique dans ce ballon et l’asservissement du fonctionnement de cette résistance.

Promotelec - Chauffe-eau de catégorie B Studio et F1 F2 F3 F4 F5 et plus

Ballon électrique vertical (litres)

100 150 200 250 300

Production collective (litres) 50 75 100 150 200

Tableau 6 : Volume de stockage nécessaire pour les ballons électro-solaire, en fonction de la surface d’habitation

Les températures de l’eau stockée dans les réservoirs de stockage peuvent être favorables aux développements des légionelles. En se basant sur les exigences réglementaires (arrêté du 30 novembre 2005) et les travaux de la littérature pour limiter le risque de développement de légionelles, les préconisations suivantes peuvent être émises, Fiche Technique N°2 : Légionelle - Arreté Ministériel et Risques : - d’avoir en permanence une température supérieure ou égale à 55 °C à la sortie du

stockage,

- ne pas maintenir l’eau à des températures favorables au développement des légionelles plus de 24 heures ou la porter avant d’être distribuée durant :


- 6 heures à une température de 55 °C, - 60 minutes à une température de 60 °C, - 4 minutes à une température de 65 °C, - 2 minutes à une température supérieure ou égale à 70 °C.

3.4 PERFORMANCES DE L’INSTALLATION

Les performances de l’installation solaire (production énergétique et taux de couverture solaire), seront calculées selon la « Méthode mensuelle d’évaluation des performances thermiques des installations solaires ou méthode SOLO » du CSTB (disponible au CSTB, 4 avenue du Recteur Poincaré 75782 - PARIS - Cedex 16, ou sur le site internet dédié http://software.cstb.fr/) L’implémentation du schéma d’installation solaire collective individualisée dans SIMSOL sera disponible dans les mois à venir. SIMSOL est un outil de prédiction des performances thermiques des installations de production d’eau chaude solaire collective, disponible également sur le site internet du CSTB.

4. ACCESSIBILITE

Pour éviter les problèmes à ce jour rencontrés, il est d’une nécessité absolue que les vannes de réglages et les purges soient situées en gaine technique hors logement, accessibles aux techniciens de maintenance, et inaccessibles aux usagers Les organes fonctionnels de réglage et de contrôle doivent être accessibles sur l’ensemble du réseau primaire (vannes d’arrêt, purges, raccords mécaniques, vannes d’équilibrage…). Si l’on ne peut assurer la protection des organes de réglage et de purge en gaine technique commune, ces derniers doivent être sécurisés (plombage du réglage des vannes d’équilibrage hydraulique, mais aussi verrouillage de la commande de l’appoint électrique), afin d’éviter toute dérive éventuelle liée à l’action d’une personne non spécialisée. Pour le dimensionnement des gaines techniques sur pallier, des dégagements de nature à permettre les opérations de maintenance ou de remplacement seront à prévoir. La surface approximative de chacune des gaines techniques sera de l’ordre de 0,60 x 1,00 m². Les mêmes précautions doivent être prises dans les logements, pour les espaces dédiés à l’emplacement de chaque chauffe eau alimenté par le réseau primaire (boucle solaire). La surface approximative du « placard technique » intégrant le ballon de stockage dans le logement devra être au minimum de 1,00 x 1,20 m² pour un ballon avec appoint électrique. L’espace à prévoir pour un appoint gaz dépendra du type de chaudière retenu. Les ballons de stockage seront positionnés au plus près des colonnes et des pièces d’eau, pour limiter la contenance en eau des conduites. On pondérera ces règles en fonction du type d’immeuble résidentiel, il est en effet plus facile d’intervenir à l’intérieur de logements locatifs sociaux que dans un immeuble d’accession privée.


Gaine Technique sur pallier

Placard Technique dans logement


Références bibliographiques [1] Eau Chaude Solaire : Manuel pour la conception, le dimensionnement et la

réalisation des installations collectives, ADEME, TECSOL, SIGMA Consultant, Octobre 2001, 109 pages

[2] N. Schreier, A. Wagner, R. Orths, T. Rotarius, Solarwärme optimal nutzen :

Handbuch für Technik, Planung und Montage, WAGNER & CO SOLARTECHNIK, 2002, 256 pages

[3] C. Chauliaguet, P. Baratsabal, J.P. Batellier, L’energie solaire dans le bâtiment, EYROLLES Edition, 1977, 202 pages

[4] http://www.spf.ch, consulter en juin 2006

[5] Bâtiment et Santé, Réseaux d’eau destinée à la consommation humaine à l’intérieur des bâtiments : Guide technique de conception et mise en œuvre – Partie 1, CSTB Edition, 2003, 88 pages, ISBN 2-86891-309-1

[6] Installations de chauffage central à eau chaude - Conception, Réalisation, Mise en Service, Entretien, Cahiers du CSTB, CSTB Edition, Mars 1999.

[7] R. Petitjean, L’équilibrage hydraulique global, Tour & Andersson AB, ISBN 91-630-2628-7, 1994.

[8] J.A. Duffie, W. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes, WILEY Interscience Edition, 1991.

[9] D. Caccavelli, J. Lemercier, Evaluation numérique des performances des chauffe-eau solaires individuels à appoint électrique, Rapport CSTB, Décembre 2003

[10] Installations solaires thermiques – Cours pour installateurs, SOLARPRAXIS AG Edition, 2005

[11] SOFAS, PROMES, Recommandations pour l’utilisation de l’énergie solaire, Classeur solaire, Energie 2000, OPEN, SWISSOLAR Edition, ISBN 3-9521365-0-6

Le document s’appuie plus largement sur les ouvrages suivants :

Code de bonne pratique pour l’installation des chauffe-eau solaires, Note Technique d’information n°212, CSTC, 1999, 72 pages Eau chaude sanitaire solaire individuel et collectif - Application a l’individuel et au collectif : guide pour l’installateur, FFB, ADEME, COSTIC, 2003, 79 pages Installations solaires thermiques : conception et mise en œuvre, SOLARPRAXIS, GAZ DE FRANCE, SYSTEMES SOLAIRES, 2005, 403 pages

Installations Solaires Collectives Individualisées

FICHES TECHNIQUES

Version Finale – Décembre 2006 R. MORLOT CSTB F. BELLENGER CSTB M.J. LAGOGUE COSTIC L. GRELICHE TECSOL P. LECARPENTIER EDF J.C. FRICHET EDF M. CARRÉ ADEME J. ROGLIANO Architecte-Designer


Organisation des Fiches Techniques

FT1 : Schémas types et variantes 29

FT2 : Légionelle - Arreté Ministériel et Risques 39

FT3 : Fluides caloporteurs 50

FT4 : Equilibrage hydraulique 60

FT5 : Raccords hydrauliques 66

FT6 : Entretien Maintenance 68

FT7 : Montage d'une opération 74


Fiche Technique

1 Schémas types et variantes Chauffe-eau Solaire Collectif Individualisé (CESCI)

Deux grandes familles sont à ce jour identifiées concernant les installations de production d’Eau Chaude Sanitaire solaire avec :

- stockage centralisé (ballon solaire collectif) et appoints individualisés

- stockages (ballons solaires individuels) et appoints individualisés On décline ci-dessous l’ensemble des variantes propres à chacune de ces familles, l’installation solaire collective individualisée la plus représentée aujourd’hui sur le terrain étant le système avec ballons électrosolaires individuels. FAMILLE STOCKAGES ET APPOINTS INDIVIDUALISES


Avec ballons électrosolaires individuels

Dans ce schéma, la distribution de l’eau chaude solaire collective est assurée par un circuit primaire bouclé, qui répartie l’eau préchauffée dans chacun des logements. L’équilibrage hydraulique du circuit primaire est essentiel au bon fonctionnement de l’installation, pour ne pas pénaliser certains logements. La préparation de l’ECS se fait par un échangeur interne aux réservoirs individuels de stockage. Le complément d’énergie est réalisé avec une résistance électrique (blindée type thermoplongeur ou stéatite type céramique), immergée dans le ballon de stockage Le fonctionnement de ce schéma est détaillé dans le Guide. Remarque : Dans la majorité des cas, la vanne 3 voies sur le circuit primaire de ce schéma ne se justifie pas. Elle est nécessaire lorsque les capteurs sont trop éloignés des colonnes de distribution, pour éviter les pertes de distribution.


Avec ballons solaires double échangeurs et préparateurs individuels

Dans ce schéma, la distribution de l’eau chaude solaire collective est assurée par un circuit primaire bouclé, qui répartie l’eau préchauffée dans chacun des logements. L’équilibrage hydraulique du circuit primaire est essentiel au bon fonctionnement de l’installation, pour ne pas pénaliser certains logements. La préparation de l’ECS se fait par un échangeur interne aux réservoirs individuels de stockage. Le complément d’énergie est réalisé par une chaudière gaz, associée à un échangeur de chaleur immergé en partie haute du ballon de stockage. Ces appareils sont des chaudières murales à haut rendement d’une puissance de 22kW en général. Le raccordement peut être réalisé soit sur un conduit de cheminée à tirage naturel existant soit ils sont équipés d’un système d’évacuation à ventouse pour une évacuation forcée au travers d’un mur.


Avec ballons solaires simples échangeurs et préparateurs instantanés individuels

Dans ce schéma, la distribution de l’eau chaude solaire collective est assurée par un circuit primaire bouclé, qui répartie l’eau préchauffée dans chacun des logements. L’équilibrage hydraulique du circuit primaire est essentiel au bon fonctionnement de l’installation, pour ne pas pénaliser certains logements. Un robinet thermostatique est ajouté sur l’arrivée d’eau chaude solaire dans chaque logement, afin d’optimiser la répartition d’eau chaude solaire dans les réservoirs individuels de stockage. Les vannes d’équilibrage assurent, lorsque tous les robinets thermostatiques sont ouverts à 100%, l’équilibre initial du réseau primaire. La préparation de l’ECS se fait par un échangeur interne aux réservoirs individuels de stockage. Le complément d’énergie est réalisé par un appoint instantané (élément électrique2 ou brûleur à gaz entouré d’eau en mouvement), ne comportant pas de réservoir d’eau chaude, en série avec le ballon de stockage.

2 Cet appareil nécessite une puissance électrique souscrite plus importante que celle préconisée par un cumulus. Par son principe même de fonctionnement à la demande, il ne peut bénéficier des tarifs « heures creuses » d’EDF


Avec échangeur solaire externe et ballons électrosolaires individuels

Dans ce schéma, la distribution de l’eau chaude solaire collective est assurée par un circuit secondaire bouclé, qui répartie l’eau préchauffée dans chacun des logements. L’équilibrage hydraulique du circuit primaire est essentiel au bon fonctionnement de l’installation, pour ne pas pénaliser certains logements. Le transfert de chaleur du circuit primaire au circuit secondaire bouclé, s’effectue par un échangeur de chaleur externe (échangeur à plaques en général). Le fluide caloporteur est mis en mouvement par la pompe (1) du circuit primaire lorsque l’ensoleillement dans le plan des capteurs solaires est suffisant (seuil de déclenchement de la sonde crépusculaire). Il libérera sa chaleur au profit de l’eau du circuit secondaire (et des réservoirs individuels de stockage), si la température mesurée par la sonde en sortie de champ de capteurs solaires, est supérieure de 5 à 10 °C à la température mesurée par la sonde positionnée sur le retour d’eau chaude du circuit secondaire, le régulateur enclenchant alors automatiquement la pompe (2). Remarque : les types d’appoint (à accumulation ou instantané), décrits dans les schémas précédents peuvent être reconduit sur ce schéma.

(1) (2)


FAMILLE STOCKAGE CENTRALISE ET APPOINTS INDIVIDUALISES Cette famille se rapproche des installations solaires collectives dites « classiques », pour lesquelles la production d’eau chaude est centralisée (solaire + appoint), avant d’être distribuée à 60 °C minimum au départ du stockage. La différence de ce schéma est l’installation de l’appoint dans chacun des logements, plutôt qu’au départ du circuit de distribution. L’intérêt d’un tel schéma est que seule l’énergie solaire supporte les pertes de la boucle collective de distribution (énergie « gratuite »), et que les charges d’eau et d’énergie d’appoint sont totalement individualisées. Ce type d’installation est plus particulièrement adapté aux bâtiments existants dotés d’appareils de production d’ECS individuels. L’installation solaire vient alors en complément des installations individuelles existantes.


Avec ballons électriques ou préparateurs instantanés individuels, sans bouclage

Dans ce schéma, la distribution de l’eau chaude solaire collective est assurée par un circuit secondaire non bouclé, qui répartie l’eau préchauffée dans chacun des logements. L’équilibrage hydraulique du circuit primaire est essentiel au bon fonctionnement de l’installation, pour ne pas pénaliser certains logements. Le transfert de chaleur du circuit primaire au circuit secondaire bouclé, s’effectue par un échangeur de chaleur externe (échangeur à plaques en général). Le fluide caloporteur est mis en mouvement par la pompe (1) du circuit primaire lorsque l’ensoleillement dans le plan des capteurs solaires est suffisant (seuil de déclenchement de la sonde crépusculaire). Il libérera sa chaleur au profit de l’eau du circuit secondaire (et des réservoirs individuels de stockage), si la température mesurée par la sonde en sortie de champ de capteurs solaires, est supérieure de 5 à 10 °C à la température mesurée par la sonde située dans le bas du réservoir de stockage, le régulateur enclenchant alors automatiquement la pompe (2).

(1) (2)


La préparation de l’ECS se fait soit par un appoint instantané (élément électrique ou brûleur à gaz entouré d’eau en mouvement), ne comportant pas de réservoir d’eau chaude, en série avec le ballon de stockage, soit par un cumulus électrique traditionnel.

Avec ballons électriques ou préparateurs instantanés individuels, avec bouclage

Dans ce schéma, la distribution de l’eau chaude solaire collective est assurée par un circuit secondaire bouclé, qui répartie l’eau préchauffée dans chacun des logements. L’équilibrage hydraulique du circuit primaire est essentiel au bon fonctionnement de l’installation, pour ne pas pénaliser certains logements.

(1) (2)


Avec échangeurs à plaques et préparateurs instantanés individuels

(1) (2)



(1) (2)


Fiche Technique

2 Légionelle : Arrêté Ministériel* et Risques Chauffe-eau Solaire Collectif Individualisé (CESCI)

*fixant les températures de stockage et de distribution d’Eau Chaude Sanitaire RAPPELS SUR LE RISQUE LIE AUX LEGIONELLES Les facteurs de risque Comme indiqué dans le rapport du Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France de novembre 2001 [1] et repris dans plusieurs circulaires de la Direction Générale de la Santé [2] [3] :

« D’une manière générale, pour limiter le développement des légionelles, il est nécessaire d’agir à trois niveaux :

- éviter la stagnation et assurer une bonne circulation de l’eau;

- lutter contre l’entartrage et la corrosion par une conception et un entretien adapté à la qualité de l’eau et aux caractéristiques de l’installation;

- maîtriser la température de l’eau dans les installations, depuis la production et tout au long des circuits de distribution. »

L’influence de la température Aux températures inférieures à 20 °C, il est possible de retrouver des légionelles à l’état de dormance. La zone de prolifération active se situe entre 20-25 °C et 45 °C avec un optimum vers 35 °C.

Aux alentours de 45 °C, la multiplication se ralentit. Aux delà de 50 °C, leur viabilité est réduite. Les temps nécessaires à la réduction d’une population en suspension de Legionella pneumophila d’un log (soit une réduction de 90% de la population) sont :

- de plusieurs heures à 50 °C, - de quelques minutes à 60 °C, - de quelques secondes à 70 °C.

En pratique, il faut tenir compte de l’effet protecteur des biofilms et des dépôts qui conduit à une majoration des valeurs obtenues en laboratoire.

La prolifération : formation du biofilm Les temps de dédoublement Peu de sources bibliographiques donnent des temps de dédoublement. Dans l’article du Prof. Muller [4], il est indiqué que :


« Comparé à d’autres bactéries, le temps de génération ou de dédoublement des bactéries de légionelle est relativement élevé puisque dans des conditions de culture optimales, il est de 3,9 heures à 30°C, 3,2 heures à 37°C et 2,8 heures à 41°C. Dans de moins bonnes conditions de reproduction, mais en présence d’algues vertes, de bactéries aquatiques hétérotrophes ou encore intracellulairement dans des protozoaires, les différentes expérimentations menées à ce sujet ont permis d’enregistrer des temps de génération compris entre 5 et 13 heures. Lorsque les possibilités de nourriture sont très réduites, comme c’est le cas dans l’eau des canalisations d’eau chaude ou d’eau froide, le temps de génération augmente considérablement, même dans des conditions optimales de température d’environ 35°C pour atteindre 22 à 72 heures, si bien qu’au bout de 2 à 3 semaines, la légionelle initiale n’a atteint une descendance que de 102 à 103 unités. C’est généralement l’offre en nourriture qui constitue le principal facteur déterminant la rapidité avec laquelle la légionelle va se multiplier. Mais même dans les meilleures conditions, sa concentration en une journée ne peut dépasser le facteur 102 à 103, ce qui reste relativement faible... » Ainsi à titre d’exemple, dans le cas de légionelles à l’intérieur de protozoaires, en partant de l’hypothèse d’un temps de dédoublement de 5 heures, avec une concentration initiale de 250 UFC/l3 (seuil minimal d’analyse selon la norme NF T 90-431), au bout de 10 heures, la concentration serait de 1 000 UFC/l et au bout de 25 heures de 8 000 UFC/l. Dans le cas de légionelles « libres », en supposant un temps de dédoublement de 22 heures, avec une concentration initiale de 250 UFC/l, au bout de 22 heures, la concentration serait de 500 UFC/l et au bout de 44 heures de 1 000 UFC/l. Pour rappel, le tableau ci-après indique en fonction des concentrations en Legionella mesurées aux points les plus représentatifs, les niveaux d’interventions proposés dans le rapport du Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France, pour les installations d’Eau Chaude Sanitaire [1].

Niveaux d’intervention Concentration en Legionella Niveau cible Risque faible d’acquisition d’une légionellose.

<1000 UFC Legionella pneumophila /Litre d’eau

Niveau d’alerte - Vérification de l’origine des écarts par rapport aux résultats d’analyses antérieures - Renforcement des mesures d’entretien - Renforcement des contrôles

103 UFC Legionella pneumophila /Litre d’eau

Niveau d’action Intervention technique pour supprimer l’exposition : Interdiction des usages à risque (douches, bains de type « à remous », etc.), Mise en place de moyens curatifs immédiats (choc de produits de désinfection, choc thermique)

104 UFC Legionella pneumophila /Litre d’eau

3 Unité Formant Colonie par litre (UFC/l)


Les données épidémiologiques La légionellose, maladie non contagieuse à déclaration obligatoire depuis 1987, est une infection respiratoire provoquée par des bactéries vivant dans l'eau douce appelées légionelles qui prolifèrent entre 20-25 °C et 45 °C. Les infections qui peuvent être occasionnées par les légionelles sont de deux formes :

- une infection à caractère bénin appelée fièvre de Pontiac, guérissant sans traitement en 2 à 5 jours. Le diagnostic de légionellose est rarement porté dans ces cas qui passent généralement inaperçus.

- une infection pulmonaire grave, entraînant le décès dans environ 15 % des cas, appelée maladie du légionnaire.

Dans ces deux formes, la transmission se fait par inhalation de fines gouttelettes d'eau ou aérosols (taille < 5 µm) contenant des légionelles. Les données citées ci-après sont issues du Bulletin Epidémiologique Hebdomadaire de l’InVS du 21 juin 2005 [5]. Pour l’année 2004, 1 202 cas de légionellose ont été enregistrés à l’InVS. La létalité était de 14 % (138 décès). L’âge médian des cas était de 59 ans (étendue 13 – 98 ans). Le seul cas déclaré chez un enfant était un adolescent de 13 ans présentant un état de mal asthmatique avec une séroconversion à Legionella pneumophila sérogroupe 5. La moyenne d’âge des patients décédés était plus élevée que celle des cas avec évolution favorable (70 ans versus 60 ans). Un ou plusieurs facteurs favorisants ont été retrouvés chez 868 cas (72 %). Le tabagisme était rapporté comme seul facteur favorisant pour 383 cas (32 %). En 2004, une exposition à risque lors de la période d’incubation était rapportée dans moins de la moitié des cas (38 %), comme l’indique le tableau suivant :


LA REGLEMENTATION L’arrêté fixant des températures limites de stockage et de distribution d’Eau Chaude Sanitaire, en préparation depuis plusieurs années, a été publié au Journal Officiel du 15 décembre 2005. Ci-après est cité un extrait de cet arrêté du 30 novembre 2005 modifiant l’arrêté du 23 juin 1978 relatif aux installations fixes destinées au chauffage et à l’alimentation en eau chaude sanitaire des bâtiments d’habitation, des locaux de travail ou des locaux recevant du public :

« Les points de puisage à risque définis dans le présent alinéa sont les points susceptibles d'engendrer l'exposition d'une ou plusieurs personnes à un aérosol d'eau ; il s'agit notamment des douches. Afin de limiter le risque lié au développement des légionelles dans les systèmes de distribution d'Eau Chaude Sanitaire sur lesquels sont susceptibles d'être raccordés des points de puisage à risque, les exigences suivantes doivent être respectées pendant l'utilisation des systèmes de production et de distribution d'Eau Chaude Sanitaire et dans les 24 heures précédant leur utilisation :

- 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 doit être supérieure ou égale à 50 °C en tout point du système de distribution, à l'exception des tubes finaux d'alimentation des points de puisage. Le volume de ces tubes finaux d'alimentation est le plus faible possible, et dans tous les cas inférieur ou égal à 3 litres;

- lorsque le volume total des équipements de stockage est supérieur ou égal à 400 litres, l'eau contenue dans les équipements de stockage, à l'exclusion des ballons de préchauffage, doit :

être en permanence à une température supérieure ou égale à 55°C à la sortie des équipements;

ou être portée à une température suffisante au moins une fois par 24 heures, sous réserve du respect permanent des dispositions prévues au premier alinéa du présent article. L'annexe 1 indique le temps minimum de maintien de la température de l'eau à respecter. »

Temps minimum de maintien de la température

Température de l’eau [°C]

2 minutes ≥ 70 °C 4 minutes 65 °C

60 minutes 60 °C

Annexe 1 – Durée minimale d’élévation quotidienne de la température de l’eau dans les équipements de stockage, à l’exclusion des ballons de préchauffage

Les indications données dans le projet de circulaire DGS de mars 2005 sur le champ d’application de cet arrêté sont les suivantes :

« … concerne les installations nouvelles installées dans des bâtiments neufs ou existants. Par nouveau, il est entendu que les deux systèmes constitutifs de l’installation, équipement de production et système de distribution, sont neufs. » Dans ce projet de circulaire figure également une définition du point de mise en distribution ainsi que des schémas illustratifs :


« Il s’agit du point, ou des points, où l’eau quitte les équipements de production ou de stockage d’Eau Chaude Sanitaire et est mise en distribution. »

Références

[1] Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France - Gestion du risque lié aux légionelles - Novembre 2001, pages.

[2] Circulaire N° DGS/SD7A-DHOS/E4-DGAS/SD2 no2005/493 du 28 octobre 2005 relative

à la prévention du risque lié aux légionelles dans les établissements sociaux et médico-sociaux pour personnes âgées.

[3] Circulaire N° DGS/7D7A/SD5C-DHOS/E4 n°2002/243 du 22/04/02 relative à la

prévention du risque lié aux légionelles dans les établissements de santé. [4] Prof. Dr. H.E. Muller - Installation d’Eau Chaude Sanitaire et légionellose - CFP n°528 -

Septembre 1991, pages. [5] C. Campèse, S. Jarraud, D. Bitar et Al. - Les légionelloses survenues en France en 2004

- INVS - Bulletin Epidémiologique Hebdomadaire - N°26/2005 - Juin 2005, pages

Eau Froide

Ballon de préchauffage

Ballon « terminal » T > 55 °C au point de mise en distribution ou montée quotidienne de température

ECS

Point de mise en distribution

Equipements de production ou de stockage d’Eau Chaude Sanitaire


ANALYSE DU RISQUE LEGIONELLE Sont présentés ci-après par ordre de risque de développement de légionelles croissant, les différents schémas types étudiés. Fiche Technique N°1 : Schémas types et Variantes La production d’ECS et la distribution d’ECS sont dans ce cas en partie neuves, sachant que l’arrêté du 30 novembre 2005 d’après le projet de circulaire DGS, s’applique aux installations dont l’équipement de production et le système de distribution sont neufs. Famille stockage centralisé et appoints individualisés

Avec échangeurs à plaques et préparateurs instantanés individuels

Figure 1 : Schéma de principe

Cette installation est celle qui présente le moins de risque de développement de légionelles. Elle présente également moins de risque qu’une installation solaire classique. Les volumes en eau et les longueurs des circuits d’ECS sont nettement plus réduits. Cette eau n’est pas maintenue à des températures favorables au développement des légionelles. Dans les échangeurs individuels, l’eau n’est pas maintenue en température, il n’y a circulation d’eau sur le primaire que si un soutirage se produit. Vis à vis du risque de contamination, chaque logement est « indépendant ». Concernant l’application de l’arrêté du 30 novembre 2005, si le point de mise en distribution est considéré comme situé en sortie de préparateur instantané tel que laisse supposer le projet de circulaire DGS, une limitation de température ne s’applique que si le volume de la distribution d’ECS entre ce point et le point de puisage le plus éloigné est supérieur à 3 litres.

Avec ballons électriques ou préparateurs instantanés individuels, sans bouclage

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Ballons électriques : cette installation présente un risque de développement de légionelles plus important qu’une installation solaire collective classique ou qu’une installation solaire collective avec ballons électrosolaires individuels (Figure 5). Les températures de l’eau stockée dans le ballon solaire de même que les températures de l’eau de la distribution collective d’eau préchauffée peuvent être favorables aux développements de légionelles. Une contamination de la production solaire collective et/ou du réseau collectif d’eau préchauffée entraînent un risque de contamination de l’ensemble des logements. Vis à vis de l’application de l’arrêté du 30 novembre 2005, il semblerait d’après le projet de circulaire DGS que, dans ce cas, le point de mise en distribution soit situé à la sortie des ballons individuels et que le ballon solaire soit considéré comme un ballon de préchauffage. Aucune limitation de température ne s’appliquerait alors, sous ces conditions, à la distribution collective d’eau préchauffée et à la production d’ECS ; les ballons individuels étant très souvent inférieurs à 400 litres.

Si le point de mise en distribution est considéré comme situé en sortie de ballon solaire, dans ce cas, la distribution collective d’eau préchauffée qui va engendrer un volume supérieur à 3 litres, doit être maintenue en permanence à une température supérieure ou égale à 50°C. Le respect de cette exigence nécessite la présence d’un bouclage ou d’un traçage ainsi que d’un appoint collectif qui permettent de maintenir ces températures en permanence, en particulier, lors de soutirages après un faible ensoleillement. Cet ajout d’un appoint collectif remet alors en cause l’intérêt de ce type d’installation. Remarque : La présence d’un dispositif de maintien en température de la distribution collective d’eau préchauffée permet de mieux alimenter les ballons en eau préchauffée, en particulier lors de brefs soutirages. Préparateurs instantanés : cette installation présente un risque de développement de légionelles plus important. Dans un préparateur instantané, l’eau préchauffée est portée pendant des temps très courts à des températures qui peuvent être inférieures à celles obtenues dans un ballon. Ces durées et ces températures peuvent être insuffisantes pour limiter les concentrations en légionelles éventuelles. Vis à vis de l’application de l’arrêté du 30 novembre 2005, ce cas est similaire aux précédents. Si le point de mise en distribution est considéré comme situé à la sortie des préparateurs individuels et le ballon solaire comme ballon de préchauffage, aucune limitation de température ne s’appliquerait à la distribution collective d’eau préchauffée et à la production d’ECS. Si la distribution collective d’eau préchauffée doit être maintenue à au moins 50°C, l’ajout d’un bouclage ou d’un traçage ainsi que d’un appoint collectif est nécessaire.

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Avec ballons électriques ou préparateurs instantanés individuels, avec bouclage


Ballons électriques : cette installation présente un risque de développement de légionelles plus important qu’une installation identique sans bouclage (Figure 2) ou que l’installation solaire collective avec ballons électrosolaires individuels (Figure 5). Les températures de l’eau stockée dans le ballon solaire de même que les températures de l’eau de la boucle d’eau préchauffée peuvent être favorables aux développements de légionelles. Par rapport à une installation identique sans bouclage (figure 1), la longueur de la distribution d’eau préchauffée est plus importante et les temps de maintien à des températures favorables au développement des légionelles dans la distribution collective risquent d’être plus longs. Vis à vis de l’application de l’arrêté du 30 novembre 2005, ce cas est similaire au précédent. Si le point de mise en distribution est considéré comme situé à la sortie des ballons individuels et le ballon solaire comme ballon de préchauffage, aucune limitation de température ne s’appliquerait à la distribution collective d’eau préchauffée et à la production d’ECS, les ballons individuels étant très souvent inférieurs à 400 litres.

Si la température dans la boucle d’eau préchauffée doit être maintenue à au moins 50°C, l’ajout d’un appoint collectif est nécessaire. L’installation d’un réchauffeur de boucle traditionnel ne serait pas suffisante car il ne permettrait pas de maintenir des températures d’au moins 50°C pendant les soutirages, en permanence. Préparateurs instantanés : cette installation présente un risque de développement de légionelles plus important. La longueur de la distribution d’eau préchauffée est plus importante et les temps de maintien à des températures favorables au développement des légionelles dans la distribution collective risquent d’être plus longs. Vis à vis de l’application de l’arrêté du 30 novembre 2005, ce cas est similaire aux précédents.

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Ce schéma présente un risque de développement de légionelles plus important que pour les installations précédentes. Les températures de l’eau stockée dans le ballon solaire et dans les ballons de stockage individuels de même que les températures de l’eau de la distribution collective d’eau préchauffée peuvent être favorables au développement de légionelles. Dans les préparateurs instantanés, l’eau préchauffée sera portée à des températures pendant des durées qui peuvent être insuffisantes pour limiter les concentrations en légionelles éventuelles. Vis à vis de l’application de l’arrêté du 30 novembre 2005, ce cas est proche des précédents. Si le point de mise en distribution est considéré comme situé en sortie de préparateurs instantanés et les ballons comme des ballons de préchauffage, aucune limitation de température ne s’appliquerait à la distribution collective d’eau préchauffée et à la production d’ECS. Si la boucle d’eau préchauffée doit être maintenue à au moins 50°C, l’ajout d’un appoint collectif est nécessaire.

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Famille stockages et appoints individualisés Ces installations présentent un risque de développement de légionelles équivalent à celui d’une installation solaire individuelle. Contrairement à une installation solaire collective classique ou une installation solaire collective avec ballon solaire collectif et appoints individuels, exceptée celle dotée d’échangeurs (Figure 1), chaque logement est « indépendant » vis à vis d’une éventuelle contamination.

Avec ballons électrosolaires individuels


Le risque de développement de légionelles est équivalent à celui d’une installation solaire individuelle mais par contre plus important que pour une installation classique avec ballons d’ECS électriques individuels. En effet, dans un ballon électrosolaire, le volume d’eau situé en dessous de la résistance électrique, nettement plus important que dans un ballon électrique, est susceptible d’être porté à des températures favorables au développement des légionelles, lorsque l’ensoleillement est réduit. Vis à vis de l’application de l’arrêté du 30 novembre 2005 :

- les limitations de températures au niveau du stockage ECS ne s’appliquent que si le volume du ballon électrosolaire est supérieur ou égal à 400 litres

- et les limitations au niveau de la distribution ne s’appliquent que si le volume entre la sortie du ballon électrosolaire et le point de puisage le plus éloigné est supérieur à 3 litres.

Pour limiter ce risque, il est nécessaire de concevoir, mettre en service et entretenir l’installation de manière à, comme indiqué précédemment :

- obtenir des températures de l’eau suffisantes, - lutter contre l’entartrage et la corrosion, - éviter la stagnation de l’eau.

La question du choix des températures de production est relativement délicate. Elle conditionne le dimensionnement du ballon électrosolaire, l’emplacement de la résistance électrique et l’asservissement du réchauffage (cf. Chapitre 2 du guide sur la conception des installations).


Avec ballons solaires double échangeurs et préparateurs individuels


Cette installation présente un risque de développement de légionelles pratiquement similaire à la précédente. Les ballons individuels sont équivalents à des ballons électrosolaires avec une résistance en fonctionnement permanent. Vis à vis de l’application de l’arrêté du 30 novembre 2005, ce cas est également similaire au précédent (Figure 5).



Le schéma ci-dessus présente un risque de développement de légionelles plus important que pour les deux précédentes installations (Figures 5 et 6). Dans un préparateur instantané, l’eau préchauffée est portée pendant des temps très courts à des températures qui peuvent être inférieures à celles obtenues dans un ballon. Ces durées et ces températures peuvent être insuffisantes pour limiter les concentrations en légionelles éventuelles. Vis à vis de l’application de l’arrêté du 30 novembre 2005, si les ballons sont considérés comme des ballons de préchauffage et le point de mise en distribution considéré comme situé en sortie de préparateur instantané, seules s’appliquent les limitations de température de distribution si le volume entre ce point et le point de puisage le plus éloigné est supérieur à 3 litres.


Fiche Technique

3 Fluide Caloporteur Chauffe-eau Solaire Collectif Individualisé (CESCI)

Le fluide caloporteur a pour mission de transmettre la chaleur du champ de capteurs solaires à l’échangeur de chaleur. C’est évidemment l’eau qui présente les qualités physiques les plus appropriées, mais sur l’ensemble du territoire métropolitain, il est nécessaire que le fluide caloporteur assume d’autres fonctions, comme :

- la protection des équipements solaires contre les risques de gel

- la protection anticorrosion

- l’élévation du point d’ébullition.

L’eau seule ne peut assumer ces fonctions supplémentaires. Selon la conception de l’installation (avec vidange automatique (drain-back) ou sans vidange (circulation forcée en boucle fermée sous pression), on aborde dans ce paragraphe les différents types de fluides caloporteurs susceptibles d’être prescrits.

UTILISATION D’EAU Pour les systèmes avec vidange automatique (drain-back) La technologie « drain-back » (auto-vidange des capteurs) fournit une alternative intéressante pour la protection contre le gel et les surchauffes du fluide dans le circuit des capteurs solaires. Grâce à la vidange du fluide quand le circuit des capteurs ne fonctionne pas, on peut utiliser de l'eau pure sans additifs (antigel) comme fluide caloporteur. Ce concept est basé sur l'évacuation de l'eau des capteurs solaires et des tuyauteries extérieures inclinées en utilisant la gravitation, et remplaçant le liquide par l'air situé au-dessus du réservoir. Comme on remplace l'eau dans les capteurs par de l'air, de la glace ne peut pas se former et on évite ainsi des dégâts. On vidange également le capteur si le stock de chaleur est entièrement chargé, évitant de ce fait l'ébullition de l'eau et les hautes pressions à l'intérieur du système. Si des matériaux polymères sont utilisés dans le circuit des capteurs, il faut à la fois prévoir un arrêt de la pompe à temps et une ouverture permanente à l'atmosphère du circuit des capteurs pour éviter la surpression. Si on la compare avec l'utilisation de fluides caloporteurs spécifiques, la technologie de vidange utilisant l'eau comporte des avantages et des inconvénients. Avantages :

- l'eau n'est pas confrontée aux inconvénients dus au vieillissement, rencontrés par des fluides caloporteurs comportant des additifs, tels qu'un changement des propriétés physiques ou une possible corrosion du circuit des capteurs ;

- les propriétés de transfert thermique de l'eau, c’est à dire sa capacité calorifique et sa viscosité sont meilleures que celles d'autres fluides caloporteurs ;

- l'eau est bien meilleur marché que tous autres fluides caloporteurs, et facilement disponible ;

- le circuit des capteurs solaires n'est en général pas soumis à pressions élevées, ce qui contribue à une meilleure garantie de sûreté ;

- le niveau d'entretien pour des systèmes vidangeables est inférieur.


Inconvénients : - moins de flexibilité dans le choix du capteur solaire ; - une attention particulière pour la conception et l'installation du circuit des capteurs est

nécessaire. Dans le cas d’un système auto-vidangeable, le circuit primaire peut utiliser une eau de qualité autre que de l’eau potable (eau de pluie par exemple), en vertu du prix de l’eau potable et de ses restrictions d’utilisations. On se ramènera aux réglementations en vigueur, surtout si le circuit primaire comporte des éléments en aluminium. Une eau sanitaire potable contient en plus ou moins grande quantité, des éléments dissous : gaz et sels minéraux. Ces éléments sont à l’origine des incidents constatés au niveau des installations de production et de distribution d’eau chaude : corrosion, entartrage, coloration, odeur, etc… Afin de prévenir de tels incidents, les installations devront être conçues et les traitements d’eau déterminés en fonction d’analyses précisent. Remarque : L’oxygène attaque les surfaces métalliques avec formation d’oxydes. A noter que l’oxygène est en augmentation dans les eaux actuellement distribuées. Analyse des eaux La connaissance d’un certain nombre de titres et caractéristiques permet de prévoir le comportement d’une eau.

- la DURETE caractérise la concentration en sels de calcium et magnésium, elle s’exprime en degré français 1°fH = 10 mg/l de carbonate de calcium (CO3,Ca). titre hydrotimétrique total (TH) exprime la teneur globale en sels de calcium et magnésium (carbonates, bicarbonates, chlorures, sulfates).

TH < 7 °fH Eau douce, en générale agressive 7 °fH < TH < 15 °fH Eau moyennement dure

15 °fH < TH < 30 °fH Eau dure, en générale entartrante TH > 30 °fH Eau très dure, en générale très entartrante

On différentie aussi le titre hydrotimétrique permanent (teneur en sulfate et chlorures de calcium et magnésium) du titre hydrotimétrique temporaire, qui correspond à la différence entre les deux titres précédents (total et permanent) et exprime la teneur en carbonates et bicarbonates de calcium et magnésium.

- L’ALCALINITE caractérise la concentration en sels alcalins (de sodium et

potassium) d’une eau, elle s’exprime également en degré français. titre alcalimétrique simple (TA), exprime la teneur globale de l’eau en hydroxydes plus la teneur moitié en carbonates alcalins, à contrario du titre alcalimétrique complet (TAC), qui exprime la teneur globale de l’eau en hydroxydes, en carbonates et en bicarbonates alcalins.

TA > 20 °f Eau généralement entartrante TA < 10 °f Eau généralement agressive

La comparaison des valeurs TA et TAC permet de déduire la répartition des trois catégories de corps alcalins : hydroxydes, carbonates et bicarbonates.


- Le POTENTIEL HYDROGENE (pH), exprime la concentration en ions H+ et permet de définir l’acidité ou l’alcalinité d’une eau. A noter que lorsque la température s’élève, le pH diminue.

pH < 7 Eau acide et agressive pH = 7 Eau neutre pH > 7 Eau alcaline

- la RESISTIVITE ELECTRIQUE caractérise la teneur globale en sels dissous dans l’eau, et s’exprime en Ω/cm. Lorsque la résistivité est faible, l’eau a tendance à être agressive. En dessous de 2500 Ω/cm les risques de corrosion sont très importants.

Protection contre la corrosion et l’entartrage

- Limitation de la température : une température élevée favorise à la fois la corrosion (libération de CO2 agressifs), et l’entartrage. Il est donc préférable de limiter la température de production de l’eau entre 50 et 60°C, suivant ses caractéristiques.

- Protection contre la corrosion : il est conseillé de prévoir des matériaux tels que le cuivre ou l’acier inoxydable, qui résistent bien mieux que l’acier aux phénomènes courants de corrosion. Pour les réservoirs de stockage, choisir un matériau tel que l’acier inoxydable ou un revêtement de qualité alimentaire (résine ou laque). Toute diminution de pression ou élévation de température de l’eau en libérant une partie des gaz dissous, peut conduire à des corrosions, aussi il est nécessaire de d’équiper toute installation de dispositifs de purge (par exemple en aval de l’échangeur, sur le réservoir, point haut de la colonne montante,…)

- Protection contre l’entartrage : il est conseillé de prévoir un traitement de l’eau ainsi que la possibilité de d’accéder facilement à la surface de chauffe pour la nettoyer éventuellement.

Traitement de l’eau Nous classerons les principaux traitements de l’eau en fonction de leur incidence vis-à-vis du pH, TH et TAC.

- Sans incidence notable sur le pH, TH ou TAC Les procédés dits « anti-tartres », qui sont les traitements aux polyphosphates, aux silicates, ou combinés polyphosphates / silicates. L’addition à très faible dose de ces produits évite la précipitation des sels calcaires contenus dans l’eau et conduit à la formation de boues (polyphosphates) ou de gels (silicates). Les procédés électrolytiques, qui font appels à des anodes en aluminium. L’action est de trois ordres, qui conduisent à la formation de boues :

anticorrosive par protection cathodique anticorrosive par action filmogène (hydrate d’alumine) antitartre et « anti-oxygène » par action électrolytique

- Augmentation du pH, TH ou TAC

La neutralisation chimique du CO2 par addition de chaux ou carbonates de soude L’élimination physique du CO2 par aération de l’eau

- Diminution du pH, Diminution du TH (adoucissement)


Injection de CO2 qui transforme les sels de calcium et de magnésium en sels solubles de sodium (d’où l’appellation « permutation sodique ») grâce à des résines échangeuses d’ions. Attention : trop adoucie, l’eau devient agressive.

Conditions à 20°C pour véhiculer de l’eau dans l’acier galvanisé

Eau froide Eau chaude Résistivité ou conductivité Résistivité supérieure à 1500

Ω/cm ou conductivité inférieure à 650 µS/cm

Résistivité supérieure à 2200 Ω/cm ou conductivité inférieure à 450 µS/cm

Résistivité ou conductivité Résistivité inférieure à 4500 Ω/cm ou conductivité supérieure à 220 µS/cm

Résistivité inférieure à 4500 Ω/cm ou conductivité supérieure à 220 µS/cm

Titre alcalimétrique complet ou TAC au méthylorange

≥ 1,6 meq/l (8°f) ≥ 1,6 meq/l (8°f)

Oxygène dissous ≥ 4 mg/l CO2 libre ≤ 30 mg/l ≤ 15 mg/l CO2 agressif ≤ 5 mg/l Calcium en Ca2+ ≥ 1,6 meq/l (8°f) ≥ 1,6 meq/l (8°f) Sulfates en SO4

2- ≤ 3,12 meq/l (150 mg/l) ≤ 2 meq/l (96 mg/l) Chlorures en Cl- ≤ 2,82 meq/l (100 mg/l) ≤ 2 meq/l (71 mg/l) Sulfates et Chlorures ≤ 3 meq/l

Réseau d’eau froide : il est possible d’utiliser l’acier galvanisé pour transporter l’eau froide destinée à la consommation humaine que si toutes les caractéristiques de ce tableau sont vérifiées

Réseau d’eau chaude : si l’une ou plusieurs caractéristiques n’est pas vérifiée, une protection contre la corrosion du réseau est indispensable.

Rappel : l’acier galvanisé est à proscrire pour le circuit primaire, à cause de la présence de cuivre dans les absorbeurs des capteurs solaires, et de l’incompatibilité du zinc avec le glycol (fluide caloporteur), pour les systèmes sans vidange. De plus, les circuits galvanisés ne peuvent pas supporter sans risque de corrosion, des températures supérieures à 60 °C. C’est pourquoi on préférera le cuivre pour le réseau primaire, compatible avec n’importe quel fluide caloporteur (antigel ou eau en fonction du type de système), le cuivre pouvant supporter des contraintes thermiques sans risque de corrosion aux températures élevées.

Réglementation et normes en vigueur

Arrêté du 30 novembre 2005 modifiant l’arrêté du 23 juin 1978 Température maximum de l’eau sanitaire au point de puisage : 60°C DTU 65.3 Limitation de la température de fluide primaire (110°C) et de sa pression DTU 60.1 Additif n°4 – 1977 Utilisation des matériaux Conditions d’installation d’un traitement d’eau Purge de gaz EN 1717 :2001, Protection contre la pollution de l’eau potable dans les réseaux intérieurs et exigences générales des dispositifs de protection contre la pollution par retour NF EN 12499 :2003, Protection cathodique interne des structures métalliques


UTILISATION D’ANTIGEL Pour les système sans vidange C’est évidemment l’eau qui présente les qualités physiques les plus appropriées pour le transport de chaleur, mais dans le cas d’installations sans vidange, il est nécessaire que le fluide caloporteur assume d’autres fonctions, comme la protection des équipements solaires contre les risques de gel, l’anti-incrustation et l’anticorrosion du circuit primaire (présence d’un biocide) et l’élévation du point d’ébullition, l’eau seule ne pouvant assumer ces fonctions supplémentaires. Dans le cas de système sans vidange, fonctionnant en permanence sur toute l’année, il est nécessaire d’utiliser un fluide caloporteur résistant au gel. Ces fluides peuvent résulter de l’adjonction d’un antigel à de l’eau ordinaire (voire de l’eau déminéralisée). Dans la plupart des cas, on utilise à cet effet de l’éthylène glycol, du propylène glycol, ou un mélange de ces deux substances (eau/glycol inhibé techniquement dans une proportion volumique de 25 à 90%). Les éthers polyglycols et les polyglycols sont quant à eux de nouveaux fluides caloporteurs qui s’utilisent en général sans eau. Les températures élevées susceptibles d’être atteintes dans le circuit primaire (fonction du type de capteur solaire), entraînent une décomposition progressive de ces glycols, qui perdent leur fonction première, à savoir d’abaisser le niveau du point de congélation, et qui occasionnent l’apparition de produits corrosifs. L’adjonction d’un antigel à l’eau doit par conséquent toujours se combiner à l’adjonction d’un agent inhibiteur de la corrosion, dans la concentration adéquate. Cet inhibiteur doit être compatible avec les matériaux présents, l’antigel mis en œuvre et les températures de fonctionnement de l’installation. Composer un fluide caloporteur adapté aux installations solaires en général, ne s’improvise pas. C’est une opération complexe, il est donc recommandé d’utiliser des mélanges préparés en usines, introduits non dilués dans l’installation à l’aide d’une pompe adaptée. Même ces produits commerciaux sont sujets au vieillissement et doivent être remplacés au bout d’un certain temps. Il convient pour cela de contrôler tous les ans, la qualité du mélange, soit par l’intermédiaire de kits d’essais spéciaux, mis à disposition par le fabricant, soit par prélèvements et analyses en laboratoire. Remarque : l'aptitude à l'emploi d'un capteur solaire avec fluide caloporteur est dépendant de la conception du capteur mais également et surtout de la qualité sanitaire et technique du fluide caloporteur.

Exigences A part les fonctions précitées (antigel, anticorrosion, élévation du point d’ébullition), d’autres facteurs jouent un rôle important :

- bonnes propriétés physiques (viscosité, chaleur spécifique, densité, conductibilité thermique, transmission de chaleur)

- stabilité à long terme (10 ans minimum pour l’exploitation conforme de l’installation)

- toxicité faible, voire nulle (maniement et exploitation sans risques)

- dégradabilité biologique (élimination facile, sans déchets polluants)


Si la responsabilité incombe au fournisseur de bien connaître l’applicabilité de son produit (résistance à la température maximale, protection anticorrosion, recyclage en fin de vie,…) à travers la mise à disposition de documents précis (fiches techniques et mode d’emploi), il incombe aux Bureaux d’Etudes de retenir pour l’installation solaire projetée, le fluide caloporteur approprié en se basant éventuellement sur les recommandations ou prescriptions du fournisseur de capteurs solaires. Le Bureau d’Etudes doit veiller aux prescriptions spéciales en matière d’eau de mélange (teneur en ions chlorures par exemple), ainsi que vérifier :

- les propriétés anticorrosives du fluide caloporteur par rapport aux matériaux qui entreront en contact avec ce dernier,

- l’applicabilité des matériaux synthétiques employés (tuyauteries et joints),

- l’adéquation du fluide caloporteur aux températures de service maximum et minimum.

Le Bureau d’Etudes doit également :

- déterminer le volume de remplissage et la capacité du capteur pour la soupape de sécurité,

- déterminer la pression du circuit, le volume et la pression initiale du vase d’expansion,

- faire poser les notices écrites bien visibles spécifiant le fluide caloporteur utilisé (fournisseur, genre, concentration, qualité de l’eau de mélange, volume de remplissage, date du remplissage, date du dernier contrôle d’entretien)

- veiller à remettre une réserve de fluide caloporteur prêt au remplissage (au minimum 10% de la capacité d’installation)

Remarque : dans ses calculs, le Bureau d’Etudes prendra en compte les pertes de charges relatives du fluide en intégrant le coefficient de frottement de Darcy de l’antigel par rapport à celui de l’eau. En effet la viscosité, et par conséquent les pertes de charge du mélange antigel, diffère de celle de l’eau en fonction de la température (variation forte aux températures basses < 25°C). Pour mémoire, les pertes de charge de l’eau sont calculées à l’aide de la formule de Darcy : ∆P = f . L . v² / (d . 2g) en Pa avec L : longueur du tube v : vitesse d’écoulement [m/s] d : diamètre interne du tube [m] g : l’accélération terrestre 9.81m/s² f : le coefficient de frottement de Darcy Pour déterminer les pertes de charge relatives à l’antigel, on multiplie les pertes de charge calculées pour l’eau, par le coefficient ( f’/f ), correction déduite de la figure ci-contre.

0123456

0 20 40 60 80 100Température (°C)

f'(A

ntig

el)

/ f'(E

au)

(conduites DN10, vitesse 0,5m/s)

L’installateur est quant à lui responsable du remplissage correct de l’installation :

- vérification de l’étanchéité et rinçage à l’eau juste avant le remplissage,

- remplissage avec un fluide caloporteur déjà mélangé.


Traitements pour fluide caloporteur Les traitements classiquement rencontrés sur les installations sont principalement obtenus par ajout de produit (antigel, inhibiteur de corrosion et/ou entartrage). Dans ce cas quelques précautions sont à prendre. Ainsi, le type et la concentration des réactifs choisis dépendent des caractéristiques de l’installation, et doivent convenir aux caractéristiques de l’eau d’appoint. En particulier, ils doivent être adaptés aux matériaux de l’installation. Ceci est d’une prime importance avec l’aluminium. De même, il devra être pris en compte la présence éventuelle de plastiques et de caoutchoucs. Qualités communes aux différents traitements Les traitements du réseau primaire doivent posséder les qualités suivantes :

- convenir avec les caractéristiques de l’eau d’appoint (élément à minorer du fait de la préconisation d’un produit « prêt à l’emploi »),

- ne pas affecter les matériaux organiques,

- être stables physiquement, thermiquement et biologiquement,

- être conforme à la législation en vigueur en ce qui concerne la toxicité vis-à-vis des intervenants, de la production d’ECS par simple échange et des rejets.

Contrôle et maintenance des divers traitements Les contrôles, les périodicités d’entretien et le renouvellement du produit sont à réaliser selon les prescriptions consignées dans la notice du fabricant. En règle générale, il est conseillé de vérifier le pH et la concentration en antigel semestriellement. Un sous dosage ou un sur dosage importants en antigel peut avoir des effets néfastes et entraîner des désordres, comme notamment, en cas de pH trop faible, une corrosion importante et rapide du réseau. Les antigels formulés par des sociétés spécialisées comportent, pour assurer leur pérennité les éléments suivants : un correcteur de pH, un inhibiteur de corrosion et d’entartrage, un agent biocide. Pour bénéficier pleinement des effets de ces divers éléments, il convient de doser l’antigel à un minimum de 20 – 25 %. A contrario, il ne faut pas dépasser 60 % sous peine de voir le point de congélation remonter.

Remarque : Il est essentiel en cas de fuite du mélange antigel, de ne pas ajouter d’eau à l’installation, mais bien le produit non dilué du commerce identifié.


Caractéristiques des liquides antigel Ethylène glycol / eau Propriétés dans les conditions ordinaires de mélange :

- 30% vol éthylène glycol - 70% vol eau

10°C 50°C 100°C Viscosité cinématique mm²/s 3.4 1.2 0.56 Chaleur massique kJ/kg.K 3.7 3.8 3.9 Densité Kg/m3 1056 1038 1007 Conductibilité thermique W/m.K 0.48 0.49 0.50 Coefficient de dilatation cubique 10-4/K 3.6 5.3 7.2 Point d’ébullition à 3 bars (surpression) °C 153 Résistance max à la température °C 150 Résistance au gel (première formation de cristaux de glaces) °C -17 Résistance au gel (fraisil sans effet d’éclatement) °C -25

De tous les liquides antigel courants, le mélange éthylène glycol / eau a les propriétés physiques les plus avantageuses pour les installations de capteurs solaires. Son défaut est la forte toxicité de l’éthylène glycol, ce qui en empêche l’utilisation dans le secteur alimentaire. Dans les installations de préchauffage d’ECS, l’éthylène glycol peut être utilisé sans problème. Par rapport aux fluides caloporteurs éther polyglycol et polyglycols, la résistance maximale à la température des mélanges à faible concentration (<35% vol en éthylène glycol) est plus basse. L’inconvénient de ces mélanges est donc la haute température. Il faut s’assurer avec le fournisseur qu’aucun des inhibiteurs de corrosion présents dans le mélange ne puisse former d’incrustations dans les petites conduites de cuivre (notamment au niveau du capteur). Propylène glycol / eau Propriétés dans les conditions ordinaires de mélange :

- 35% vol propylène glycol - 65% vol eau

10°C 50°C 100°C Viscosité cinématique mm²/s 6.0 1.6 0.7 Chaleur massique kJ/kg.K 3.8 3.9 4.0 Densité Kg/m3 1040 1017 980 Conductibilité thermique W/m.K 0.43 0.45 0.46 Coefficient de dilatation cubique 10-4/K 4.2 5.9 7.5 Point d’ébullition à 3 bars (surpression) °C 150 Résistance max à la température °C 140 Résistance au gel (première formation de cristaux de glaces) °C -17 Résistance au gel (fraisil sans effet d’éclatement) °C -25

Proportions habituelles rencontrées : 25 à 90% de propylène glycol. Les propriétés physiques sont sensiblement inférieures à celles de l’éthylène glycol. L’avantage réside dans l’innocuité physiologique du propylène glycol. Il importe que les inhibiteurs employés soient également inoffensifs. En plus de son prix de revient légèrement plus élevé du fait qu’il soit entièrement inoffensif, l’inconvénient de ce produit est sa faible résistance aux températures élevées.


Polypropylène glycole

0

10

20

30

40

50

60

20 40 60 80 100

Température [°C]

Coe

f. D

ilata

tion

[litr

es/m

3 ]

Sans antigel

Antigel –5°C

Antigel –10°C

Antigel –20°C

Antigel –30°C

Antigel –5°C 12 % en volume d’antigel Antigel –10°C 20 % en volume d’antigel Antigel –20°C 32 % en volume d’antigel Antigel –30°C 42 % en volume d’antigel

Ether polyglycol (huile minérale) Les éthers polyglycols s’emploient toujours non dilués (sans eau)

10°C 50°C 100°C Viscosité cinématique mm²/s 13.0 5.0 1.8 Chaleur massique kJ/kg.K 2.0 2.2 2.5 Densité Kg/m3 1076 1043 1000 Conductibilité thermique W/m.K 0.22 0.21 0.19 Coefficient de dilatation cubique 10-4/K 7.8 8.1 8.3 Point d’ébullition à 3 bars (surpression) °C > 180 Résistance max à la température °C 180 Résistance au gel (première formation de cristaux de glaces) °C < -30 Résistance au gel (fraisil sans effet d’éclatement) °C < -30

Les propriétés physiques sont nettement inférieures à celles de l’éthylène glycol. Ce liquide ne s’employant que sans eau, quelques pourcents de volumes d’eau provenant par exemple du rinçage de l’installation, modifient les propriétés du fluide. L’avantage réside par contre dans sa résistance à de plus hautes températures. Ainsi on peut arrêter la pompe quand le réservoir de stockage contient suffisamment d‘énergie. Un autre avantage est le point d’ébullition plus élevé, situé au delà de la température de service à la température ambiante. Les installations peuvent ainsi fonctionner sans pression. Enfin les éthers polyglycols sont inoffensifs sur le plan physiologique, et peuvent être prescrits pour le secteur alimentaire.


Polyglycols (huile minérale) Les polyglycols s’emploient toujours non dilués (sans eau)

10°C 50°C 100°C Viscosité cinématique mm²/s 280 40 9.5 Chaleur massique kJ/kg.K 1.9 2.2 2.4 Densité Kg/m3 1118 1100 1077 Conductibilité thermique W/m.K 0.21 0.20 0.18 Coefficient de dilatation cubique 10-4/K 7.3 7.4 7.7 Point d’ébullition à 3 bars (surpression) °C > 200 Résistance max à la température °C 200 Résistance au gel (première formation de cristaux de glaces) °C < -30 Résistance au gel (fraisil sans effet d’éclatement) °C < -30

Les propriétés physiques des polyglycols sont nettement plus basses que les éthers polyglycols. Même remarque concernant l’introduction d’un faible pourcentage d’eau dans l’installation, qui dégrade les propriétés énoncées. L’avantage de la résistance des polyglycols à de hautes températures n’est pas totalement satisfaisant, dans la mesure où les polyglycols se désagrègent à 220°C, même sans l’apport d’oxygène (air). C’est un inconvénient pour les capteurs solaires à tubes sous vide, dont la température de stagnation peut atteindre 350°C.


Fiche Technique

4 Equilibrage hydraulique Chauffe-eau Solaire Collectif Individualisé (CESCI)

L’équilibrage des réseaux hydrauliques est une opération ayant pour but de mettre à disposition de chaque point d’usage les débits spécifiques nécessaires en fonction de l’usage prévu. Cette opération est donc une action essentielle pour le fonctionnement optimal et pérenne des installations. Cette opération doit être prévue dès la conception du réseau. Elle nécessite la mise en œuvre correcte d’outils convenablement choisis et doit être réalisée selon une méthode clairement définie. PRINCIPES GENERAUX Le principe le plus répandu pour parvenir à un équilibrage correct des réseaux est de répartir les débits au sein du réseau en utilisant sur chaque retour de boucle des vannes d’équilibrage qui permettent de limiter le débit dans les boucles favorisées afin de parvenir à alimenter en débit suffisant les boucles naturellement défavorisées de part la conception même du réseau. Il est noté que l’équilibrage est une opération permettant d’optimiser une installation mais en aucun cas de corriger de graves lacunes de conception des réseaux hydrauliques. L’efficacité de ce type d’opération repose principalement sur la précision des vannes utilisées, la pérennité de leur réglage, leur emplacement sur le réseau considéré, l’autorité hydraulique de ces dernières ainsi que la mise en œuvre efficace d’une méthode adéquate d’équilibrage. Les vannes d’équilibrage Il existe différents types de vannes d’équilibrage qui se répartissent en deux grandes catégories :

- les vannes statiques,

- les vannes dynamiques. Les vannes statiques sont les vannes traditionnellement installées sur les réseaux. Elles permettent de réaliser un équilibrage du réseau pour optimiser le fonctionnement du réseau dans la configuration nominale définie selon des besoins estimés a priori. Les vannes dynamiques sont des outils développés plus récemment et qui permettent, sous réserve d’un choix pertinent et d’un préréglage adéquat, de moduler l’équilibrage du réseau considéré en fonction de son état de fonctionnement. Les vannes dynamiques modulent leur degré d’ouverture en fonction soit de la température du fluide les traversant (commande thermique), soit en fonction du débit qui les traverse (commande hydraulique). Dans le cas d’un réseau primaire solaire, étant donné le caractère non maîtrisé de la température du fluide, les vannes dynamiques à commande thermique sont à proscrire.


Le choix entre vannes statiques et vannes dynamiques est lié principalement à des considérations financières en regard des objectifs d’optimisation des réseaux. Il est noté que si les vannes statiques peuvent être moins efficaces, les vannes dynamiques présentent l’inconvénient de sembler compenser un défaut de conception dont l’un des effets pervers peut être une instabilité du système. Enfin, la sélection des vannes d’équilibrage doit être faite en considérant les caractéristiques spécifiques des réseaux solaires. Il doit être vérifié en particulier que l’ensemble des composants des vannes choisies est de nature à résister aux températures extrêmes des réseaux primaires solaires. LA CONCEPTION DU DISPOSITIF D’EQUILIBRAGE Le dispositif d’équilibrage est principalement constitué de vannes d’équilibrage qui sont disposées au niveau de chaque retour de boucle du réseau considéré. Une vanne de compensation est également placée au niveau de la canalisation de retour général du réseau en amont direct de la pompe de circulation. La sélection des vannes est réalisée dès la conception du réseau et intervient au niveau des étapes 6, 7 et 10 de conception selon la chronologie présentée ci-après :

1- définition des besoins thermiques à chaque point d’usage,

2- dimensionnement du champ de capteurs solaires,

3- calcul, sur la base d’une température nominale de réseau primaire, des débits nominaux du réseau primaire en chaque point d’usage,

4- dimensionnement du réseau permettant la distribution des débits nominaux dans le respect des limites de vitesses de circulation dans le réseau (choisir environ 0.5 m/s),

5- calcul des pertes de charges propres à chaque boucle du réseau en fonctionnement nominal, après dimensionnement du réseau et définition des matériaux de canalisation,

6- définition des pertes de charges (préréglage) à créer pour parvenir à une répartition optimale des débits aux points d’usage dans les conditions de fonctionnement nominal,

7- choix des vannes d’équilibrage,

8- calcul des pertes de charge nominales totales du réseau considéré,

9- choix de la pompe de circulation,

10- définition de la vanne de compensation. Seules les étapes 6, 7 et 10 sont précisées ci-dessous. Les autres étapes sont développées par ailleurs ou communes à toutes conceptions de réseaux hydrauliques et ne font donc pas l’objet d’un paragraphe particulier. Calcul des pertes de charges à créer La répartition des débits au sein d’un réseau hydraulique se fait selon les pertes de charges dynamiques induites au sein de chaque boucle et donc, selon la géométrie propre à chaque boucle du réseau. Chaque boucle « i » du réseau se voit alors traversée par un débit Di qui vérifie la relation :


Di = Ki .(∆pi)1/2 [l/s]

avec Ki : facteur lié à la géométrie de la boucle i considérée, ∆pi : perte de charge entre les deux extrémités de la boucle considérée. Il résulte alors que dans le cas où l’on considère la séparation des flux entre deux boucles 1 et 2, les débits au sein de chaque boucle vérifient la relation : D1/D2 = K1/K2 Cette répartition ne correspond alors que très rarement à celle attendue pour répondre aux besoins nominaux définis. Ainsi, certaines boucles du réseau sont défavorisées et il convient alors de limiter les débits dans les autres boucles afin de permettre une distribution satisfaisante au niveau des boucles défavorisées. Le principe de l’équilibrage est alors de fermer progressivement les vannes des boucles favorisées et de laisser les vannes des boucles défavorisées avec la plus grande ouverture possible. Ainsi, la variation du degré d’ouverture de chaque vanne d’équilibrage impose une variation du Ki de la boucle concernée et permet donc l’équilibrage du réseau. Cette démarche permet alors de répartir au mieux les débits tout en limitant autant que faire se peut les pertes de charges au sein du réseau et éviter des surconsommations d’énergie au niveau de la pompe de circulation. Pour parvenir à un équilibrage efficace, il convient de procéder méthodiquement. Un certain nombre de méthodes existent parmi lesquelles peuvent être citées :

- La méthode itérative qui consiste en un équilibrage réalisé pas à pas et une approche exclusivement empirique du fonctionnement du réseau,

- La méthode compensée et la méthode proportionnelle qui sont des méthodes basées sur l’interactivité des réseaux hydrauliques,

- Les méthodes basées sur l’utilisation d’outils de mesure interconnectés et spécifiquement développés par les spécialistes de l’équilibrage.

Aussi, les outils sont ils étroitement liés à la méthode choisie par le spécialiste. De plus, il est rappelé que l’opération d’équilibrage, pour être efficace, doit être réalisée avec les vannes adéquates afin d’assurer un bon degré d’ouverture de celles-ci et permettre une précision optimale du réglage. De fait, il est préférable d’associer un spécialiste de l’équilibrage au choix des organes d’équilibrage réalisé lors de la conception du réseau. Il est par ailleurs souligné que la méthode peut avoir un impact sur la consommation finale d’énergie due, en particulier, à la pompe de circulation et que par conséquent, le choix de ces outils est important. Enfin, rappelons que l’une des constantes de ce type d’opération est l’identification des branches défavorisées qui nécessite, là encore, un accès facile à l’ensemble du réseau considéré. Choix des vannes d’équilibrage Le choix des vannes d’équilibrage est essentiellement lié à l’autorité hydraulique qu’elles peuvent avoir après préréglage vis-à-vis des boucles considérées en fonctionnement nominal. Cette autorité caractérise en effet l’impact du degré d’ouverture d’une vanne sur le comportement hydraulique de la portion de réseau concernée par la dite vanne.


Autorité des vannes : La fonction principale d'une vanne de réglage est d'assurer la progressivité d'un débit. Cette progressivité sera quantifiée par l'autorité de la vanne. Une vanne sera autoritaire si le débit qu'elle doit régler ne dépend que d'elle et non des autres éléments du circuit. Plus la perte de charge relative de la vanne est élevée meilleure sera l'autorité. La perte de charge de la vanne étant la plus faible pour une ouverture maximale, on définie l'autorité pour cette position. C’est l'autorité de la vanne qui va déterminer la stabilité de la régulation. a = ∆pv / (∆pv + ∆pl ) avec ∆pv : pertes de charge de la vanne de régulation ∆pl : pertes de charge du circuit associé Il est souligné que les vannes ont un réglage dont la précision dépend du degré d’ouverture et qu’il convient de placer des vannes qui présenteront un degré d’ouverture supérieur à 50%. Ainsi, il convient de vérifier que les vannes ont une réelle autorité sur le réseau en présentant un degré d’ouverture satisfaisant. LA MISE EN OEUVRE DU DISPOSITIF D’EQUILIBRAGE Etant donnée l’importance du choix et de l’emplacement des vannes d’équilibrage et de compensation, il convient de vérifier lors de la mise en œuvre que ceux-ci sont fidèles aux prescriptions définies lors de la conception. Par ailleurs, il convient de vérifier que le matériel est disposé de façon à être accessible par le technicien en charge de l’opération d’équilibrage et que des dispositifs de protection sont mis en place afin d’éviter toute manœuvre non autorisée de ces vannes par des usagers ou autres intervenants. Une solution permettant de répondre, au moins partiellement à ces impératifs, est la mise en œuvre de ces vannes d’équilibrage en local technique et gaines sanitaires. Une attention particulière doit être portée au choix de ces vannes qui doivent permettre un réglage fin des débits (par exemple : par mesure intégrée de ∆p). Ces vannes doivent être protégées afin d’éviter tout dérèglement malencontreux par un quelconque visiteur de l’installation. Des sondes de température, couplées à ces vannes sont également susceptibles de constituer des outils de gestion et/ou d’alerte de l’état de fonctionnement du réseau primaire considéré. La disposition des vannes sur le réseau est alors schématisée comme suit :


Figure 1 : Schéma type illustrant l’ensemble des points critiques

devant être équipés de vannes d’équilibrage.

Capteurs

Purgeur

EA

Réservoir

Vase d’expansion

Débitmètre

Sonde Température

Anti-retour

Vanne sécurité

Pompe circulation

Vanne d’arrêt/isolement (ouverte/fermée)

Clapet de non retour, antipollution, contrôlable

Installation Solaire Collective Individualisée

Système sans vidange

Vanne d’équilibrage

Manomètre

Mitigeur

EA

Mitigeur

EA

Mitigeur

EA

Mitigeur

EA

Mitigeur

EA

Compteur individuel


LA MISE EN OEUVRE DE L’OPERATION D’EQUILIBRAGE ET SON OPTIMISATION La mise en œuvre de l’opération d’équilibrage consiste dans un premier temps à régler chaque vanne selon la valeur prédéterminée puis à mesurer au niveau de chaque vanne le débit de fluide la traversant. Il apparaît généralement un écart entre le débit prévu et le débit mesuré. Cet écart est alors essentiellement dû pour une part, à l’ensemble des écarts entre les caractéristiques « catalogues » et les caractéristiques réelles des éléments constitutifs du réseaux, et pour une autre part aux écarts entre plan de conception et la réalisation effective du réseau considéré. Dès lors, il convient de procéder méthodiquement à la mise en oeuvre d’une opération d’optimisation d’équilibrage afin de parvenir effectivement aux débits nominaux souhaités en chaque point d’usage. La méthode choisie est alors fonction de l’étendue et de la complexité du réseau considéré ainsi que du type de vannes choisies. Certains industriels ont développé des vannes permettant le branchement d’appareils analogiques susceptibles de faciliter grandement l’opération d’équilibrage.


Fiche Technique

5 Accessoires et raccordements hydrauliques Chauffe-eau Solaire Collectif Individualisé (CESCI)

Cette fiche sert de rappel aux bonnes pratiques pour l’installation de système énergétique solaire. TECHNIQUES USUELLES D’ASSEMBLAGE DES TUBES Les tubes en cuivre sont de préférences assemblées par brasure tendre, sous une température de fusion comprise en tre 220 et 250°C :

- brasure étain-argent (3 à 5% d’argent) - brasure étain-cuivre (2.5 à 3.5% de cuivre)

Si on utilise des capteurs solaires dont la température de stagnation peut dépasser les 200°C, on recourra à des brasures fortes (exemple le cupro-phosphore). On veillera à n’utiliser les raccords mécaniques que pour l’assemblage des tubes en cuivre avec les autres éléments de la conduite. Le recours à des raccords comprimés, réalisant par déformation à froid l’étanchéité (compression d’un anneau en caoutchouc) et la résistance à la traction de l’assemblage (raccords comprimés), ne peut être envisagé que si les caractéristiques du joint caoutchouté sont suffisamment connues pour les températures prévues. Les tubes en acier peuvent être assemblés par soudage ou par des assemblages filetés (filetage femelle cylindrique et filetage mâle conique, selon normes en vigueur). On n’utilisera en aucun cas des raccords en acier galvanisé, pour les raisons auparavant évoquées. L’étanchéité des filetages est assurée de préférence par à l’aide d’une pâte et d’un matériau à base de fibres. L’utilisation de téflon et de colles d’étanchéité est fortement déconseillée. L’utilisation du tube en acier à paroi mince ne peut être envisagée que si le caoutchouc du raccord comprimé résiste aux températures prévues dans le circuit. Les tubes en acier inoxydables s’assemblent de préférence à l’aide d’une technique de brasure adaptée, et non d’un soudage (qui implique un travail en atmosphère protégée et un traitement de la zone de soudage). L’utilisation du tube en acier inoxydable à paroi mince ne peut être envisagée que si le caoutchouc du raccord comprimé résiste aux températures prévues dans le circuit.

Réglementation et normes applicables

NF EN 1057 :1996, Tubes ronds sans soudure en cuivre pour l’eau et le gaz dans les applications sanitaires et de chauffage


NF EN 10224 :2003, Tubes et raccords en acier non allié pour le transport de liquides aqueux, incluant l’eau destinée à la consommation humaine ACCESSOIRES DE RACCORDEMENT HYDRAULIQUE Organes de liaison entre les tuyauteries et les différents éléments du circuit hydraulique On se conformera aux prescriptions de l’Avis Technique du capteur, qui stipulent les éléments à utiliser pour assurer la connexion du capteur solaire aux conduites du circuit primaire, ou pour assembler entre eux, les différents capteurs. Ces éléments doivent cependant pouvoir absorber les mouvements différentiels entre les composants (dilatation thermique). A titre d’information dans le tableau suivant, on rappelle pour quelques matériaux, la dilatation thermique par mètre de longueur pour un échauffement donné.

Matériaux Dilatation thermique (mm/m) pour un échauffement de

1°C 100°C 200°C Cuivre 0.017 1.7 3.4

Acier 0.012 1.2 2.4 Acier inoxydable 0.014 1.4 2.8

Aluminium 0.024 2.4 4.8

L’utilisation de raccords souples en matière synthétique résistant à des températures élevées, tels que les silicones armés, PVDF4 armés ou PTFE5, est fortement déconseillée pour les raison suivantes :

- ces matières synthétiques ne sont en général pas entièrement étanches à l’oxygène, surtout à températures élevées, et l’oxygène peut donc pénétrer par diffusion dans le circuit, accroissant ainsi le risque de corrosion.

- les matières synthétiques manifestent sous contrainte, une tendance au fluage, tributaire aussi de la température : de ce fait l’utilisation d’une bague de serrage classique sur ces éléments sont dans le temps, à l’origine de fuites.

Réglementation et normes applicables

NF EN 1254-1 :1998, Raccords – Partie 1 : raccords à braser par capillarité pour tubes en cuivre NF EN 1254-2 :1998, Raccords – Partie 2 : raccords à compression pour tubes en cuivre NF EN 1254-3 :1998, Raccords – Partie 3 : raccords à compression pour tuyaux en plastique NF EN 1254-4 :1998, Raccords – Partie 4 : raccords combinant des assemblages par capillarité ou par compression à d’autres types d’assemblage NF EN 1254-5 :1998, Raccords – Partie 5 : raccords à emboîture courte pour brasure forte par capillarité pour tube en cuivre 4 PVDF : fluorure de polyvinylidène 5 PTFE : polytétrafluoréthylène


Fiche Technique

6 Entretien & Maintenance Chauffe-eau Solaire Collectif Individualisé (CESCI)

MISE EN SERVICE DE L’INSTALLATION Lors de cette phase, il serait souhaitable :

- de vérifier que la commande de l’appoint est bien verrouillée,

- de contrôler la conformité des réglages de température de consigne des ballons électrosolaires. Pour cela, il faudrait réaliser des mesures de température en sortie de ballon, si possible, avant que ceux-ci soient alimentés par la boucle solaire. La température doit être à minima supérieure à 55°C.

Les résultats de ces mesures et vérifications doivent être consignés sur les fiches de mise au point. Une mise en main de l’installation au client est aussi recommandée. Cette mise en main permettra de rappeler au client le rôle de l’appoint et de lui transmettre les consignes de bon entretien (ci-dessous développées). Ainsi, rédiger une notice d’utilisation donnant les grandes lignes de l’utilisation et de l’entretien, en précisant :

- le fonctionnement de la régulation,

- l’utilisation des chauffages d’appoint,

- interdire l’intervention sur les organes de réglages.

Préconiser :

- de fermer les robinets d’eau chaude après usage,

- de faire les premiers soutirages avec précaution, au retour d’une absence prolongée (pendant les périodes d’absence prolongées, si le chauffe-eau solaire est resté en service, l’eau contenue dans le réservoir peut être très chaude).

ENTRETIEN DE L’INSTALLATION En application du point d) de l’article 7 de la loi n°89-462 du 6 juillet 1989, au titre du point IV « Installations de plomberie » de l’annexe, le locataire est obligé de prendre à sa charge les réparations ayant le caractère de réparations locatives :

- Chauffage, production d’eau chaude et robinetterie : … rinçage et nettoyage des corps de chauffe et tuyauteries,

- …

Le bail et/ou le règlement de copropriété peuvent ajouter des clauses, soit directement, soit indirectement (par exemple par l’intermédiaire du paiement d’une caution). En application du point c) de l’article 6 de la loi n°89-462 du 6 juillet 1989, le bailleur est obligé d’entretenir les locaux en état de servir à l’usage prévu par le contrat et d’y faire toutes


les réparations, autres que locatives, nécessaires au maintien en état et à l’entretien normal des locaux loués. Par conséquent le locataire et le bailleur sont obligés d’entretenir et d’assurer la maintenance de l’installation de production et de distribution d’eau chaude et/ou d’eau froide sanitaires. Opérations mensuelles d’entretien Les préconisations d’entretien mensuel visent ici à limiter le risque de développement des légionelles, est sont à la charge de l’occupant. Réservoir de stockage En même temps que la manœuvre du groupe de sécurité qui est recommandée mensuellement, il pourrait être conseillé à l’occupant d’effectuer une chasse en partie basse du ballon, une vanne de purge en point bas étant par ailleurs préconisée. Cette chasse permet d’éliminer les éventuels dépôts de tartre et de corrosion accumulés en fond de ballon qui favorisent le développement des biofilms au sein desquels les légionelles trouvent nutriments et protection pour se multiplier. Les tableaux ci-après rappellent à titre indicatif les préconisations d’entretien indiquées dans le guide technique de maintenance [ASTEE-CSTB], pour les ballons collectifs et individuels.

Type d’installation Chasse ballon Manœuvre du

groupe de sécurité

Jusqu’à 10 logements Semestrielle Ballons collectifs en immeuble d’habitation A partir de 11 logements Trimestrielle

Ballons individuels en habitat -

Mensuelle

Tableau 1 : Fréquences recommandées pour l’entretien courant Opérations annuelles d’entretien En terme d’avertissement, il est obligatoire d’assurer une traçabilité des opérations d’entretien en tenant à jour le carnet d’entretien (rapporter chaque intervention ainsi que les remarques jugées utiles en cours d’année). En cas de modifications de l’installation, il convient de s’assurer du respect des règles de conception et en particulier de la compatibilité des matériaux et matériels entre eux. Il convient alors d’actualiser le dossier technique de l’installation. Ces opérations requièrent l’intervention d’un professionnel. Capteurs solaires, raccordements et support

- Lavage des vitres sans détergent ni solvant (plusieurs fois par an si le site est pollué)

- Visite des raccords hydraulique et changement si nécessaire (attention de laisser les flexibles de raccordement toujours protéger)

- Contrôle et resserrage éventuel de la boulonnerie des supports (en sur-imposition) ; remise en peinture si nécessaire, y compris élément galvanisé (tous les 3 ans s’il y a lieu)

- Vérifier l’étanchéité des bacs d'étanchéité (en incorporation)


- Vérifier les évacuations de l’éventuel bac de rétention destiné à recueillir les écoulements de liquide primaire lorsque ce dernier est incompatible avec l’étanchéité de terrasse ou les matériaux de couverture

- Surveiller le vieillissement de la protection de l’isolation de la tuyauterie, exposée au soleil.

Remarque : Dépoussiérage intérieur tous les 3 ans si nécessaire (attention de ne pas brosser les absorbeurs à revêtement sélectifs, les nettoyer uniquement par jet d’air) Circuit hydraulique primaire

L’essentiel de l’entretien du réseau est réalisé sur la base d’actions de surveillance.

- Vérifier la pression du fluide caloporteur (toute baisse anormale est à signaler) et l’étanchéité du circuit hydraulique correspondant (détection des fuites aux joints, raccords, presse-étoupe).

- Vérifier la teneur en antigel du fluide caloporteur (échantillon placé dans un congélateur à -10°C ou pesage de l’antigel). Des contrôles fréquents du fluide caloporteur (aspect, couleur, odeur, pH,…), afin de détecter les anomalies éventuelles signes de dégradation (corrosion, entartrage,…), sont préférables. Parfaire le remplissage avec un liquide de même caractéristique.

- Vérifier si possible le débit du fluide caloporteur.

- Vérifier les températures d’entrée/sortie des échangeurs : détartrer s’il y a lieu

- Vérifier le fonctionnement des organes de contrôle et de sécurité : purgeurs d’air et soupapes de sécurité (les manœuvrer), vase d’expansion (vérifier la pression de gonflage avec un manomètre). De même, étant donné la nature de ce réseau, il convient de contrôler le dispositif antipollution s’il existe un dispositif de remplissage en eau. Le relevé du compteur d’appoint doit être réalisé régulièrement.

- Manœuvrer régulièrement les vannes d’arrêts afin d’éviter leur blocage et leur perte d’aptitude à l’emploi.

- Nettoyer régulièrement les filtres et pots à décantations éventuels. Des purges au niveau des points bas doivent également être faites régulièrement. Il faut toutefois veiller à ne pas multiplier les vidanges de réseau primaire qui induisent notamment une surconsommation d’antigel. On rappelle à ce niveau qu’il ne faut pas faire de complément en eau brute, mais privilégier les mélanges prêts à l’emploi.

- Vérifier la fixation et l’état des calorifuges

- Vérifier les doigts de gants (thermomètres et sondes) : compléter et remplacer s’il y a lieu les graisses thermiques et huiles de remplissage.

Remarques : Renouvellement total du fluide caloporteur : tous les 3 ou 5 ans selon les prescriptions techniques du fabricant (les mélanges eau-antigel sont à faire avant remplissage) Dans le cas d’un système de pompe normal/secours, il convient d’alterner régulièrement la pompe en service. Pour chaque appareil, les consignes d’entretien du fabricant doivent être respectées. En particulier, il faut veiller à ce que l’application de l’éventuel traitement réponde aux prescriptions du fabricant concernant en particulier la quantité de produit injecté.


Après toute intervention (modification, vérification, contrôle) il faut s’assurer que l’installation retrouve un état de fonctionnement normal. Si ce n’est pas le cas il faut remédier au désordre identifié. Le recours à un spécialiste peut alors s’avérer nécessaire pour des tâches aussi spécifiques que, par exemple, l’équilibrage du réseau. Régulation et électricité

- Vérifier les alimentations électriques, voyants lumineux des armoires électriques

- Vérifier le fonctionnement des circulateurs en marche forcée

- Vérifier les sondes de régulation e le fonctionnement de la régulation Réservoir de stockage et circuit hydraulique secondaire (ECS)

- Vérifier le bon fonctionnement du groupe de sécurité (plusieurs fois par an si nécessaire)

- Vérifier les purgeurs en partie haute du réservoir

- Vérifier le fonctionnement du mitigeur, des manchettes témoins,…

- Vidange puis inspection, nettoyage / détartrage, désinfection et rinçage du ballon. L’entartrage du ballon influe sur les températures d’ECS et crée des dépôts favorables au développement des biofilms. Outre son intérêt sur le plan sanitaire, un détartrage du ballon peut aussi permettre de réduire les manques éventuels d’ECS

- Contrôle6 de l’usure de l’anode de magnésium qui permet de limiter le risque de corrosion

- Contrôle des températures de consigne. Le maintien d’une température de consigne suffisante est particulièrement important pour limiter le risque de développement de légionelles

- Ne pas oublier s’il y a lieu, d’inverser le by-pass des installations conçues pour le réchauffage d’appoint saisonnier (2 fois par an)

Ballons collectifs en immeuble d’habitation Jusqu’à 10 logements

A partir de 11 logements

Contrôle des températures Trimestriel Mensuel Anode Tous les 6 mois, selon instructions du fabricant Détartrage des réservoirs de faible capacité sans trou d’homme Annuel Semestriel

Vidange, inspection et si nécessaire nettoyage / détartrage / désinfection / rinçage des réservoirs de grande capacité avec trou d’homme

Tous les 2 ans Annuel

Nettoyage et désinfection des réservoirs Tous les 5 ans ou en cas de contamination

Tous les 2 ans ou en cas de contamination

Tableau 2 : Fréquences recommandées pour l’entretien courant, les révisions et inspections Terminaux Il serait souhaitable de conseiller à l’occupant, à minima, un détartrage annuel des douchettes. Une désinfection des douchettes et un détartrage et une désinfection des mousseurs annuels pourraient être aussi conseillées. Les dépôts de tartre constituent un « nid » bactérien.

6 Selon NF A05-601 : Protection électrochimique contre la corrosion – Protection cathodique interne – Réservoirs et appareils métalliques (février 1991).


Sur les installations collectives

Pommes de douches, mousseurs et brise-jets fixés aux robinets

Détartrage / Désinfection Annuel

Robinets d’évier et robinets de salle de bains (lavabos, baignoire, bidet,…)

Nettoyage / Détartrage de l’aérateur

Annuel Sur les réseaux privatifs

Pommes de douche Détartrage

(remplacement éventuel) pomme

Annuel

Tableau 3 : Fréquences recommandées pour l’entretien courant Opérations en cas d’inoccupation du logement Situation particulièrement critique vis à vis du risque de développement des légionelles. Une absence prolongée de l’occupant et plus particulièrement un logement vacant sont des situations critiques vis à vis du risque de développement des légionelles. Après une absence de plus d’une semaine de l’occupant, il est conseillé de réaliser des soutirages prolongés d’eau froide et d’eau chaude sanitaire sur chaque point d’usage et tout particulièrement sur les pommes de douche. En effet, cette absence entraîne une stagnation d’eau favorable au risque de développement de légionelle. Des soutirages prolongés une fois par semaine pourraient être aussi conseillés sur les points de puisage peu utilisés.

Soutirer de l’eau pendant 2 minutes sans utilisation sur chaque point d’usage

Après toute période d’absence de plus de 7 jours

Réseau privatif

Soutirer de l’eau pendant 2 minutes sans utilisation sur les points d’usage peu utilisés

Régulièrement

Tableau 4 : Opérations d’entretien et de maintenance recommandées En cas de vacance du logement pendant plus de 6 semaines, il serait souhaitable de conseiller juste avant ou lorsque que le nouvel occupant entre dans les lieux de réaliser :

- une vidange puis une inspection, un nettoyage, une désinfection et un rinçage du ballon complétée si nécessaire d’un détartrage,

- une purge et désinfection des réseaux d’eau froide et d’eau chaude sanitaire,

- un détartrage éventuel des aérateurs et pommes de douche,

- un contrôle des températures de consigne. L’application de cette préconisation paraît envisageable dans le cas d’un logement HLM qui fait l’objet d’un suivi par un organisme HLM mais plus difficile à gérer dans le cas d’une copropriété. Si le logement est vacant, l’électricité sera coupée, l’eau va stagner dans les ballons et les réseaux. Le risque sera plus important que dans le cas d’un ballon électrique car l’échangeur solaire pourra porter l’eau à des températures favorables au développement des légionelles. Interrompre le débit dans l’échangeur solaire paraît difficile à gérer.


Dans le guide de maintenance ASTEE-CSTB, les préconisations suivantes sont données pour une période d’arrêt d’une installation collective : « pendant chaque période d’arrêt de plus de 6 semaines, un entretien spécifique doit être réalisé au moins 4 semaines avant la réouverture de l’installation, afin de tenir compte du temps d’analyse (1 à 2 semaines) et de réaction en cas de non-conformité. Cet entretien est sanctionné par l’analyse de légionelles sur un prélèvement complémentaire réalisée en un point générant un aérosol. L’entretien de réouverture comprend les étapes suivantes :

- remettre le réseau en eau si celui-ci a été vidé pendant la période d’arrêt,

- lancer une purge/désinfection des réseaux d’eau froide sanitaire et d’eau chaude sanitaire

- vérifier l’efficacité de la désinfection par l’analyse de légionelles sur un prélèvement complémentaire réalisée en un point générant un aérosol

- éventuellement détartrer les équipements terminaux » D’autre part dans le Règlement Sanitaire Départemental Type (Article 20.2), il est indiqué que : « tout réseau d’adduction collective, tout réservoir, toute canalisation neuve ou ancienne, destinés à la distribution de l’eau potable, doivent faire l’objet avant leur mise en service ou remise en service, et dans leur totalité, d’un rinçage méthodique et d’une désinfection effectuée dans les conditions fixées par les instructions techniques du ministère chargé de la santé. ».


Fiche Technique

7 Montage d’une opération de production d’ECS solaire collective individualisée Chauffe-eau Solaire Collectif Individualisé (CESCI)

EVALUATION DU POTENTIEL D’UN SITE

ÉLÉMENTS À VÉRIFIER CRITÈRES REQUIS

Immeuble collectif privé ou social Quelle gestion des charges ? Individuelle ou collective ?

Si gestion individuelle des charges la solution collective individualisée est la mieux à même de répondre aux besoins. Pour les ballons électrosolaires individuels se référer au cahier des charges vivrelec se trouvant en annexe. Bien respecter ces critères et veiller au respect des volumes électriques minimum par type de logement pour assurer le meilleur service.

L'orientation du bâtiment et de la toiture L'orientation la plus adéquate est Sud avec une déviation maximum de +/- 20° vers l'Est ou l'Ouest. Si ce n'est pas le cas, il faut trouver une solution alternative: poser les capteurs en façade ou sur un terrain adjacent.

La pente du toit Elle doit être comprise entre 30° et 60° (inclinaison optimale:45°). Une bonne intégration architecturale nécessite que les panneaux soient parallèles à la pente du toit ou que cette pente soit modifiée. Les toitures en terrasse sont idéales.

Y a-t-il projection d'ombre sur la toiture ? S'il y a un effet masque, il est peut gênant s'il laisse le capteur dégagé de 10h à 14h en hiver et de 9h à 15h en été. S'il est gênant, il faut trouver une solution alternative.

La toiture permet-elle d'installer la surface de capteurs requis ?

En collectif, on compte en moyenne 2 à 2,5 m2 de capteurs par logement. Prévoir un écartement suffisant entre les rangées de capteurs. En individuel on compte 4 m2.


LES DIFFERENTES PHASES DU MONTAGE D’UN PROJET Phase 1 – Le pré-diagnostic : Un support technico-économique et un outil de décision

Tout projet solaire de production d'eau chaude sanitaire supérieur à 7 m2 dans le collectif doit être accompagné d'un pré-diagnostic réalisé par un Bureau d'Etudes.

Le pré-diagnostic permet au maître d'ouvrage d'avoir une approche technique, économique et environnementale de la solution solaire proposée, lui permettant de faire son choix et de passer à l'investissement.

La plupart des opérations de production d’ECS solaire étant des projets peu complexes, le pré diagnostic inclus également des préconisations de mise en oeuvre.

70 % du pré-diagnostic est financé par l'ADEME, éventuellement bonifié par le Conseil Régional et/ou le Conseil Général, le solde restant à la charge du maître d'ouvrage.

Un plafond est fixé pour un pré-diagnostic incluant des préconisations de mise en œuvre (3800 euros pour 2007).

La demande d’aide financière auprès de la Délégation régionale de l’ADEME doit être faite avant la passation de la commande du pré diagnostic.

La date d'envoi du courrier pour cette demande fait référence pour le montage du dossier.

Même démarche vers le Conseil Régional et/ou le Conseil Général si ceux-ci interviennent pour le financement du pré-diagnostic.

Si le Bureau d'Etudes retenu pour la maîtrise d'œuvre a une compétence en solaire, c'est lui qui réalise le pré-diagnostic.

Si le Bureau d'Etudes n'a pas la compétence, il doit soit co-traiter (engagement de responsabilité mutuel entre les deux Bureaux d'Etudes) soit sous-traiter (engagement de responsabilité de celui qui sous-traite) le lot Eau Chaude Sanitaire solaire à un Bureau d'Etudes ayant la compétence. Ce dernier endossera sa responsabilité technique jusqu'au portage de la Garantie de Résultat Solaire.

La sous-traitance est fortement recommandée dans le 2ème cas pour une meilleure limpidité des responsabilités administratives.

On peut trouver la liste des Bureaux d'Etudes ayant des références solaires, dans les délégations régionales de l'ADEME.

On donne en Annexe 1 le contenu du pré-diagnostic demandé

Phase 2 – Le Maître d’Ouvrage engage l’opération Les demandes de financement à envisager

A ce stade le MOA envoi officiellement une demande de subvention par écrit à l’ADEME.

Ces subventions étant celles qui ont été décrites dans le pré-diagnostic.

En promotion privée, dès la prise de décision du maître d'ouvrage, un dossier sera remis aux vendeurs.

Annexe 2 : fiche de demande de subventions auprès de l'ADEME


Phase 3 – Le dossier de consultation des entreprises : DCE CCAP - CCTP – Actes d'engagement – Remise d'ouvrage.

Dans l'appel à candidature, ne pas oublier les modalités de portage de la Garantie de Résultats Solaire (GRS). La GRS permet d'apporter au Maître d'Ouvrage des assurances de bon fonctionnement et de fiabilité des installations solaires. Elle leur garantit les résultats annoncés.

Le contrat de GRS, c'est un engagement durant 5 ans du fabricant de capteurs solaires, de l'installateur, de l'exploitant et du Bureau d'Etudes vis-à-vis du Maître d'Ouvrage, sur la production énergétique annuelle de l'installation solaire projetée.

De ce fait, il est nécessaire de pouvoir surveiller à tout moment le bon fonctionnement de l'installation et d'effectuer pendant la durée de la garantie la mesure de ses performances. Pour ce faire, l'installation solaire est équipée d'un dispositif de télésurveillance qui permet, mois après mois, de comptabiliser l'énergie solaire produite.

Au terme d'une année de fonctionnement, un bilan est établi.

Dans tous les cas de figures, pendant 5 années consécutives, la production réelle de l'installation doit être au moins de 90 % de la production calculée (méthode SOLO).

En cas de non-atteinte des résultats annoncés, le groupement doit mettre en œuvre les moyens correctifs adaptés, ou indemniser le Maître d'Ouvrage à la hauteur du déficit énergétique constaté par rapport aux engagements.

Par dérogation, les installations solaires de petite taille (moins de 20 m2) pourront être pourvues d'une GRS simplifiée, qui se cantonnera à la mise en œuvre d'un comptage énergétique (compteur de calories en sortie du ballon solaire) et à un relevé manuel, hebdomadaire de préférence, des kWh solaires utiles délivrés.

Phase 4 – La réalisation des travaux

Le Bureau d'Etudes assumant la responsabilité du lot solaire doit avoir :

- une mission de suivi des travaux, jusqu'à la réception, - une mission d'assistance à la mise en service de l'installation.

Un relevé contradictoire permet d'identifier si l'installation fonctionne et sera le démarrage de la GRS.

Phase 5 – La mise en service et l’accompagnement client

Il est recommandé à la mise en service de faire une réunion d'information pour les occupants, de leur remettre une plaquette explicative du fonctionnement de l’installation avec des conseils d’utilisation et de sensibiliser les personnels de proximité.

Annexe 3 : Exemple de plaquette d’information utilisateurs


ANNEXES 1 : Pré-diagnostic L'objet de la présente note est de détailler le contenu d'un plan de pré-diagnostic solaire. Celui-ci doit être suffisamment complet pour ne pas nécessiter, par la suite, l'engagement d'une étude de faisabilité, dans le cas d'une installation complexe. PRÉAMBULE Présentation des principes généraux de l'installation solaire. Il s'agit de définir brièvement le type d'installation projeté et quels sont les éléments caractéristiques qui entrent dans la conception de l'installation. PRÉSENTATION DE L'ÉTABLISSEMENT ÉTUDIÉ - Nom et coordonnées du maître d'ouvrage. - Nom des contacts administratifs et techniques. - Le cas échéant, nom et adresse de l'installation projetée (si différent de l'adresse du maître

d'ouvrage). - Description de l'activité de l'établissement. - Capacité de l'établissement (nombre de lits, de logements, de couverts,…). - Nom et fonction de la personne rencontrée lors de la visite du site. - Dans le cas d'une installation existante, documents collectés lors de la visite (plans, factures

énergie, relevé de taux d'occupation,…). RÉCAPITULATIF DES RÉSULTATS DE L'ÉTUDE Sous forme d'un tableau synthétique, rappel des informations qui seront détaillées dans le corps de l'étude, à savoir : - Besoins Eau Chaude Sanitaire (l/j) - Surface de capteurs prévue (m2) - Volume de stockage (litres) - Production solaire (kWh/an) - Montant de l'opération (euros HT ou TTC)* - Economie annuelle (euros HT ou TTC)* - Prix du kWh substitué (euros HT ou TTC) - Prix du kWh solaire calculé sur 20 ans (euros HT ou TTC) - Quantité de CO2 évitée (tonnes/an) - Indication du lieu d'installation des capteurs (par exemple sur terrasse, au sol, intégré en toiture). - Indication du lieu d'implantation du local technique (par exemple en chaufferie, sur terrasse, dans

local à créer). * Le calcul est effectué en HT si le maître d'ouvrage est habilité à récupérer la TVA et en TTC si ce n'est pas le cas. DESCRIPTION DES ÉQUIPEMENTS EXISTANTS - Équipement utilisant l'eau chaude sanitaire

Dénombrement des points de puisage par usage (chambres, cuisine, buanderie) et par usage (douches, lavabos, plonges, machines à laver).

- Équipement de production de l'eau chaude sanitaire Énergie utilisée. Système de production installé (marque, type, puissance, numéro de série, année de mise en service, température de sortie).

- Description du système de distribution Nature des canalisations et diamètre, Bouclage (température, heures de fonctionnement), Implantation de la production ECS (en chaufferie, en sous-station,…), Indication sur le système de chauffage si différent du système de production d'eau chaude.


IMPLANTATION DES MATÉRIELS SOLAIRES - Capteurs

Lieu d'implantation, orientation, inclinaison, indépendants, incorporés ou intégrés en toiture. Masques (proches, lointains).

- Ballons de stockage Lieu d'implantation, distance capteur/ballon, local disponible, local à créer,…

- Liaisons DIMENSIONNEMENT DE L'INSTALLATION SOLAIRE Bilan des mesures de consommation et, en l'absence de mesures, récapitulatif des estimations (types de besoins, température de service, fréquentation, saisonnalité, ratios utilisés,…). - Calcul de l'installation

Choix du volume de stockage et justification du choix (profil de puisage). Choix de la surface de capteur (plusieurs surfaces doivent être envisagées).

- Bilan thermique Présentation de la méthode de calcul. Données météorologiques du site considéré (température ambiante, irradiation solaire, température d'eau froide). Caractéristiques des composants (capteurs, ballons solaires, liaisons). Présentation synthétique des résultats de calculs (résultats détaillés joints en annexes).

PRINCIPE DE L'INSTALLATION ET DE SON FONCTIONNEMENT - Principe hydraulique de l'installation

Installation des capteurs solaires. Installation des ballons de stockage. Schémas de principe (joints en annexe).

- Principe de fonctionnement Description de la régulation.

GARANTIE DE RÉSULTATS Principe - Niveau d'énergie garantie. - Durée et modalité du contrat. - Clauses de dédommagement. - Mesures des performances (télé-contrôle ou relevé mensuel). - Présentation du déroulement de la procédure. BILAN ECONOMIQUE - Évaluation du coût des travaux, des mesures, de l'ingénierie, de la maintenance - Évaluation de l'économie annuelle

Énergie substituée / prix constaté. Estimation du rendement du système de production d'eau chaude existant ou détermination de celui-ci à partir des relevés de mesures. Économie générée par le système solaire. Estimation de la quantité de CO2 évitée.

- Aides mobilisables ADEME, Conseil Régional, Conseil Général, communes.

- Analyse économique Calcul du coût du kWh solaire sur 20 ans en intégrant l'amortissement des investissements et le coût de maintenance. Cette analyse sera effectuée en deux étapes (avec et sans subventions d'investissement et de fonctionnement).


CONCLUSIONS - Aspects techniques - Cohérence du projet

Lister d'autres actions relatives à la maîtrise de l'énergie, à l'utilisation des énergies renouvelables et à la protection de l'environnement (par exemple : tri sélectif des déchets) qui pourraient être envisagées par le maître d'ouvrage dans le cadre d'une approche globale.

- Aspect pédagogique et commercial Il y a lieu de prévoir dès le projet les actions de promotion qui pourront être engagées en vue de faire connaître la future réalisation (édition d'une plaquette, panneau d'affichage, inauguration,…). Le coût de celles-ci devra être déterminé.

Annexes : - Tableau(x) de calcul des installations. - Schéma de principe de l'installation. - Schéma d'implantation des capteurs. - Photos du lieu prévu pour l'implantation des capteurs et du local technique.


ANNEXES 2 : Fiche de demande de subventions auprès de l'ADEME Intitulé de l’opération : ……………………………………………………………………………. Demandeur (bénéficiaire) : ………………………………………………………………………. Adresse du siége social : ………………………………………………………………………… Téléphone : ……………………………. Fax : ………………………………….… Forme juridique : ………………………………………………………………………………….. Numéro SIRET : ……………………… Numéro APE : ………………………… Récupération de la TVA : OUI – NON Personne habilitée à signer la convention : …………………………………………………… Fonction : ………………………………………………………………………………………….. Nom du site ou sera réalisée l’opération : ……………………………………………………... Adresse du site : ………………………………………………………………………………….. Prestataires retenus : …………………………………………………………………………….. Adresse du prestataire : ………………………………………………………………………….. Durée de l’opération : …………………………………………………………………………….. Pour les demandes de subventions, fournir les documents suivants : - Fiche de demande de subventions signée par la personne habilitée à engager le

bénéficiaire, indiquant l’objet de l’opération et le prestataire retenu

- La description détaillée de l’opération

- Le devis réalisé par le prestataire retenu

- La fiche d’identification ci-dessus complétée

- Un relevé d’identité bancaire ou postal

- Une délibération au cas ou le bénéficiaire est une collectivité locale


ANNEXES 3 : Exemple de Plaquette d’information aux utilisateurs

RESIDENCE CARRE D'Ô I PRODUCTIONS D'EAU CHAUDE SANITAIRE

INFORMATIONS SUR LE FONCTIONNEMENT

INTRODUCTION Cette note a pour but d'expliquer de manière simplifiée le fonctionnement des chauffe-eau mixtes (production d'eau chaude sanitaire à partir de l'énergie solaire et d'une résistance électrique) installés dans chaque appartement de la Résidence CARRE D'Ô I, ZAC de Malbosc à Montpellier. Elle est destinée aux utilisateurs de ces chauffe-eau. DESCRIPTIF DE L'INSTALLATION Chaque appartement est équipé d'un chauffe-eau dont le volume est fonction du type de logement :

- Appt T2 : 200 litres - Appt T3 : 300 litres - Appt T4 ou T5 : 400 litres

Le chauffe-eau électrosolaire individuel est constitué :

- en partie inférieure, d'un échangeur noyé assurant le chauffage de l'eau sanitaire par l'énergie solaire (le circuit échangeur est relié aux capteurs solaires en terrasse et est équipé d'une vanne d'isolement sur l'entrée et d'une vanne d'équilibrage sur la sortie - voir photo 1) ;

- en partie médiane, d'une résistance électrique (voir photo 1),

- d'une alimentation en eau froide équipée d'un compteur et d'un groupe de sécurité,

- d'un départ en eau chaude raccordé à un mitigeur avant la distribution en eau mitigée de l'appartement (voir photo 3).

FONCTIONNEMENT ET REGLAGES

- Pendant la journée l'eau est chauffée en priorité par l'énergie solaire.

- La nuit, pendant les Heures Creuses d'EDF, si la température de l'eau en partie supérieure du ballon est insuffisante, la résistance chauffe l'eau jusqu'à atteindre 60°C (thermostat pré-réglé).

- Si il n'y a pas eu de soleil pendant la journée, la résistance chauffe la quantité d’eau nécessaire aux besoins habituels du soir, automatiquement pendant 2 heures maximum.

- L'autorisation de fonctionnement de la résistance est limitée par une horloge (voir photo 3) pré-réglée de 0h30 à 6h30 et 16h30 à 18h30. (ces plages de fonctionnement sont verrouillées).

- Dans le cas de périodes sans soleil et où les besoins en eau chaude seraient exceptionnels (réception de famille en week-end, par exemple), l'occupant a toujours la possibilité de mettre le chauffe-eau en "marche forcée" au moyen du contacteur situé dans le tableau électrique (voir photo 3). Le retour à la position "Auto" se fera automatiquement à la fin de la nouvelle plage horaire de fonctionnement de la résistance suivante (à 18h30 ou à 6h30).


Contacteur chauffe-eau à trois positions Arrêt / Auto / Marche Forcée Accessible à l'occupant

Horloge autorisation de fonctionnement de la résistance (réglage verrouillé)

Photo 2 : Tableau électrique (partiel) dans l'entrée des appartements

Mitigeur préréglé

Photo 1 : Chauffe-eau solaire avec appoint électrique Photo 3 : Mitigeur thermostatique sur départ eau chaude sanitaire

Champs de capteurs solaires situés en terrasse

Chauffe-eau électrosolaires

individuels dans chaque

logement

Vanne d’équilibrage pré-réglée

Résistance électrique

Vanne d’isolement circuit solaire

Compteur


SUIVI DE L'INSTALLATION SOLAIRE

Un système de télécontrole de l’installation solaire est installé en toiture. Cet équipement permet à la fois de contrôler le bon fonctionnement de l'installation solaire collective et de mesurer l'énergie solaire fournie à l'ensemble des logements de la résidence. L'énergie solaire fournie étant dépendante des consommations d'eau chaude, un relevé des compteurs installés sur les ballons est effectué annuellement par le syndic de copropriété COGESIM. Ce relevé permet de comparer l'énergie solaire réelle mesurée par télécontrôle et l'énergie solaire théorique calculée à partir des consommations d'eau chaude.

Installations Solaires Collectives Individualisées...En tout premier lieu, et pour ne pas se...

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