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Version 2 Septembre 2001 1 1. CONSEILLER LE CLIENT ET JUSTIFIER LINTERET DU CHAUFFE EAU SOLAIRE INDIVIDUEL 3ème point de la charte QUALISOL : « En amont,

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1 Version 2 Septembre CONSEILLER LE CLIENT ET JUSTIFIER LINTERET DU CHAUFFE EAU SOLAIRE INDIVIDUEL 3ème point de la charte QUALISOL : « En amont, linstallateur assure auprès du client un rôle de conseil, l'assiste dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins, compte tenu du "gisement solaire" local, des contraintes du site, de la taille du foyer, et des énergies d'appoint disponibles,… »

2 Version 2 Septembre kWh/m2.an (Nord de la France) Lénergie solaire incidente sur un plan horizontal, en France métropolitaine, varie de : 1700 kWh/m2.an (Sud de la France)...à ASPECTS GENERAUX ZONE I1 ZONE I2 ZONE I3 ZONE I4

3 Version 2 Septembre Le rayonnement solaire......peut être converti en......grâce... À des capteurs solaires thermiques À des modules photovoltaïques (photopiles) À la photosynthèse Chaleur Électricité Biomasse 1.1. ASPECTS GENERAUX

4 Version 2 Septembre Contrairement à dautres sources dénergie, les énergies renouvelables permettent une production dénergie : avec une technologie généralement peu complexe mais très spécifique (ex. du solaire thermique : chaudière aléatoire, haute température possible à larrêt, protection nécessaire des isolants extérieurs…) qui crée moins dimpact pour la nature et les hommes décentralisée Lénergie solaire est lune des énergies les plus facilement exploitables ; elle est en outre inépuisable. Ses applications sont nombreuses et variées ; citons : la production deau chaude sanitaire, le chauffage des habitations, le chauffage des piscines, le séchage solaire agricole la cuisson solaire des aliments la production délectricité pour des sites isolés… 1.1. ASPECTS GENERAUX

5 Version 2 Septembre Le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) : 1.2. APPLICATIONS DOMESTIQUES Capteurs solaires Ballon de stockage Échangeur de chaleur Eau Chaude Sanitaire (E.C.S.) Eau Froide Sanitaire (E.F.S.)

6 Version 2 Septembre E.C.S. E.F.S APPLICATIONS DOMESTIQUES Les systèmes solaires combinés : Capteurs solaires Ballon de stockage ECS Échangeur de chaleur Plancher chauffant Centrale de distribution

7 Version 2 Septembre Le chauffage solaire des piscines de plein air a pour but de : mettre le bassin en température en début de saison prolonger la saison de baignade relever la température du bassin après une séquence de mauvais temps ou de vent Le matériel utilisé : On utilise généralement des capteurs non vitrés, non isolés (capteurs moquettes). Une couverture nocturne de la piscine est fortement conseillée, car les pertes de chaleur par évaporation et par rayonnement sont très importantes. Elle permet de diminuer en moyenne ces pertes de 50% par rapport à une piscine non couverte. Lénergie solaire apporte le complément et permet de se passer dune énergie conventionnelle APPLICATIONS DOMESTIQUES

8 Version 2 Septembre Le soleil peut assurer 40 à 70% de la production annuelle deau chaude sanitaire dune famille : il suffit pour cela dutiliser directement la chaleur du soleil au moyen dun chauffe-eau solaire. Cet appareil se compose de 2 à 7 m2 de capteurs solaires, situés généralement sur la toiture ou en terrasse, et dun ballon de stockage de leau chaude avec échangeur, nommé « ballon solaire », relié au capteur par des canalisations isolées thermiquement. Des équipements de sécurité et de régulation complètent le circuit du chauffe-eau. Un chauffe eau solaire…Quest ce que cest et comment ça marche ? Eau chaude 1.3. CONSEILS AUX CLIENTS Capteur solaire R Circulateur Ballon de stockage Régulation Eau froide Echangeur

9 Version 2 Septembre La surface de capteurs installée doit permettre, par une journée bien ensoleillée, de fournir la totalité des besoins deau chaude des utilisateurs : Il y a des périodes dautonomie complètes. En hiver ou pendant les journées peu ensoleillées, lénergie solaire peut ne pas être suffisante, et leau froide est simplement préchauffée par le chauffe-eau solaire (30 à 40°C). Une énergie dappoint (électricité, gaz, fioul…) est alors nécessaire pour atteindre la température souhaitée (50 à 55°C). Est-ce que lon peut produire de leau chaude toute lannée ? 1.3. CONSEILS AUX CLIENTS

10 Version 2 Septembre Un chauffe eau demande-t-il beaucoup dentretien ? Non, mais il faut, comme pour une chaudière, vérifier régulièrement son bon fonctionnement : La pression du liquide des capteurs doit être denviron 1.5 bar. Par temps ensoleillé, vérifiez que le régulateur fonctionne et que le circulateur tourne (voyants lumineux). Enfin le vitrage du capteur doit être nettoyé sil est empoussiéré (jet à haute pression exclu). Il est possible à linstallateur de proposer un service annuel dentretien CONSEILS AUX CLIENTS

11 Version 2 Septembre Le client désirant acheter et faire installer un CESI, par un professionnel signataire de la charte QUALISOL, bénéficie dune aide financière* de lADEME. On peut couper la chaudière en été, c est un avantage appréciable. Le chauffe eau solaire individuel (CESI) répond à des exigences de qualité qui en font un matériel fiable et durable. Lutilisation de lénergie solaire nentraîne ni émission polluante, ni production de déchets dangereux. Utiliser lénergie solaire permet également de préserver les combustibles fossiles ou fissiles et de réserver leur emploi à des usages plus spécifiques que la simple production de chaleur. Quels sont les avantages à utiliser un chauffe-eau solaire ? 1.3. CONSEILS AUX CLIENTS

12 Version 2 Septembre CONSEILS AUX CLIENTS Energie solaire incidente : 1100 (nord de la France) à 1700 kWh/m2.an Energie solaire utile (en sortie du ballon solaire, pour un usage annuel) : 450 à 700 kWh/m2.an Besoins énergétiques annuels pour les besoins en ECS dune famille de 4 : soit 200 litres par jour d E.C.S. à 50°C kWh/an Exemple dinvestissements moyens (ensemble des coûts de travaux, hors appoint) : à F TTC /m2 (TVA 5,5%) Exemple de rejets de CO 2 évités par mètre carré de capteurs et par an : 90 à 350 kg/m2.an (selon énergie substituée) ÉlectricitéFioul domestique

13 Version 2 Septembre APPORTER LES CONSEILS TECHNIQUES ET ECONOMIQUES PERTINENTS 3ème point de la charte QUALISOL : « En amont, linstallateur assure auprès du client un rôle de conseil, l'assiste dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins, compte tenu du "gisement solaire" local, des contraintes du site, de la taille du foyer, et des énergies d'appoint disponibles,… »

14 Version 2 Septembre Chauffe-eau thermosiphon monobloc Chauffe-eau à circulation forcée Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés 2.1. DESCRIPTIF DU CESI EFS ECS EFS

15 Version 2 Septembre Sont éligibles actuellement aux primes Chauffe-Eau Solaire Individuel du programme « Plan Soleil » : Chauffe-eau thermosiphon monobloc Chauffe-eau à circulation forcée 3 catégories 2.1. DESCRIPTIF DU CESI EFS ECS Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés

16 Version 2 Septembre Chauffe-eau thermosiphon monobloc Vue en coupe 2.1. DESCRIPTIF DU CESI

17 Version 2 Septembre DESCRIPTIF DU CESI EFS ECS Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés

18 Version 2 Septembre Chauffe-eau solaire constitué déléments séparés, dit à circulation forcée 2.1. DESCRIPTIF DU CESI EFS ECS

19 Version 2 Septembre Chauffe-eau solaire autovidangeable constitué déléments séparés, dit à circulation forcée 2.1. DESCRIPTIF DU CESI EFS ECS R Bouteille de récupération Niveau deau à larrêt ZONE HORS GEL

20 Version 2 Septembre Zone de captageZone de transfertZone de stockage Un système solaire thermique est généralement constitué de trois parties 2.2. SCHEMAS : les principaux composants EFS ECS Ballon de stockage Capteurs solairesEchangeurPompe de circulation Circuit chaud Régulation Circuit froid Vers appoint

21 Version 2 Septembre Le capteur solaire transforme le rayonnement solaire en chaleur. Le ballon de stockage bien isolé maintient leau en température jusqu'à ce quelle soit utilisée SCHEMAS : les principaux composants Le système de transfert permet de transporter les calories depuis le capteur vers le lieu de stockage ou dutilisation. Dans un chauffe eau solaire, le liquide caloporteur circule entre le capteur et un échangeur de chaleur situé dans le ballon de stockage.

22 Version 2 Septembre Le type de capteur le plus utilisé est le capteur plan vitré. Il comprend un coffre isolant sur lequel est fixée une vitre. A lintérieur est disposée une plaque métallique noire destinée à absorber lénergie solaire. Un liquide caloporteur circulant dans des tuyauteries en contact avec labsorbeur prélève les calories reçues du soleil. La vitre située sur la face avant et lisolant permettent de réduire les déperditions de chaleur. Labsorbeur peut être recouvert dun revêtement sélectif qui améliore ses performances LES CAPTEURS

23 Version 2 Septembre Fonctionnement de labsorbeur : L'absorbeur est muni de tubes assurant la circulation du fluide caloporteur à chauffer. La surface absorbante (revêtement) absorbe et transforme le rayonnement solaire en chaleur. Un bon revêtement doit être fortement absorbant : il est en général noir ou de teinte sombre. Tube Surface absorbante 2.3. LES CAPTEURS Matière ABSORBANTE ex : la peinture noire Matière REFLECHISSANTE ex : la neige, le miroir Matière TRANSPARENTE ex : le verre

24 Version 2 Septembre LES CAPTEURS Pertes par Rayonnement : 21% Rayonnement incident : 100% 800 W/m² Pertes par Convection et Conduction : 29% Energie récupérée par le capteur : 50% Température extérieure : 10°C Temp. moy. du fluide : 30°C

25 Version 2 Septembre L'absorbeur tend à perdre de la chaleur car il est plus chaud que le milieu environnant. Le capteur est conçu pour limiter ces pertes : Présence du vitrage (effet de serre) Présence de lisolant Ces pertes sont d'autant plus grandes que l'écart de température avec l'environnement est plus fort. Cela signifie que plus lécart DT de température entre labsorbeur et lair environnant est grand, moins bon est le rendement du capteur LES CAPTEURS Rayonnement incident : 100% Energie récupérée par le capteur : 50% DT = 20 K 10°C 30°C Rayonnement incident : 100% Energie récupérée par le capteur : 20% DT = 50 K 10°C 60°C Capteur standard

26 Version 2 Septembre LES CAPTEURS 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 00,010,020,030,040,050,060,070,080,090,1 (Tm - Te)/H [K.m²/W] : Rendement [%] CAPTEUR SOUS-VIDE CAPTEUR PLAN SELECTIF CAPTEUR PLAN STANDARD CAPTEUR PLAN NON VITRE La courbe de rendement dun capteur est définie par léquation suivante : H TT.KB em

27 Version 2 Septembre LES CAPTEURS Hypothèses : capteur plan vitré avec = 0.65 et K = 4,92 [W/m².K].

28 Version 2 Septembre AVIS TECHNIQUES Utilisation : Guide de travail pour linstallateur Référence en cas de litige (voir : Assurances et Responsabilités) Ouverture à certains marchés (subventions et aides de lEtat...) Exigé pour les marchés publics Exigé dans le cadre des aides « PLAN SOLEIL » Commissions : GS 14 : équipements génie climatique (non traditionnels) GS 5 : toitures, couvertures, étanchéité Numéro dAvis Technique : ex. 14/79-12 Contenu : Description du capteur (technologie) Satisfaction à la réglementation en vigueur Prescriptions techniques Aptitude à lemploi Références éventuelles Performances thermiques Mise en œuvre Durabilité -Entretien n° du GS Année n° dordre NOTA: l avis technique est un document écrit qui porte sur un modèle donné d un composant non traditionnel du bâtiment. Le CSTB assure le secrétariat et la diffusion des AT. La demande d avis est un acte volontaire du constructeur la procédure est payante.

29 Version 2 Septembre Capteur suivant la pente de la toiture : Les faibles pentes favorise les gains entre mars et octobre dans les régions méditerranéennes. la forte pente naturelle des toitures optimise les gains énergétiques sur lannée tout en permettant une bonne intégration des capteurs sur la toiture. Capteurs en toiture 2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

30 Version 2 Septembre Positionnement des capteurs : inclinaison Les valeurs optimales de linclinaison correspondent à la valeur en degré de la latitude du lieu dimplantation des capteurs. Toutefois une tolérance de +/- 15° par rapport à la position optimale est acceptable. Il est important de privilégier linclinaison du toit quand cela est possible. Exemples : 30°< <60° pour une latitude de 45° Nord. 35°< <65° pour une latitude de 50° Nord IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

31 Version 2 Septembre Positionnement des capteurs : orientation Une orientation Sud-Ouest, pour un capteur incliné à 45°, a pour influence de diminuer de 10 % la productivité par rapport à une orientation Sud. En pratique, autour de la position optimale (sud dans notre cas), une différence de 15° à 30° peut être tolérée. -30°< <30° - SUD 2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

32 Version 2 Septembre Hauteur et distance des obstacles devant les capteurs D > 4 h ou > 14°5 –si possible, respecter la règle ci- dessus pour une utilisation annuelle. –sinon, évaluer le manque à gagner à laide de la méthode «TRACE DE MASQUES» IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE large h D

33 Version 2 Septembre Exemple dobstacle devant les capteurs 2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

34 Version 2 Septembre Diagramme de la course du soleil au cours de lannée 2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

35 Version 2 Septembre Ce chapitre a pour objet dindiquer des solutions dintégration des capteurs solaires. Principe dimplantation : En construction neuve : les possibilités dintégration sont très étendues. De plus la prise en compte dune installation solaire lors de la conception du bâtiment permet de limiter son coût de réalisation. En rénovation (bâtiment existant) : les solutions sont plus limitées quen construction neuve. Deux types de mise en œuvre existent : Capteurs indépendants Capteurs incorporés 2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

36 Version 2 Septembre Capteurs en toiture Un cas peu acceptable : le rajout Il sagit tout simplement de positionner le capteur sur le toit dans linclinaison la plus appropriée techniquement sans tenir compte de laspect esthétique INCORPORATION ARCHITECTURALE

37 Version 2 Septembre Capteurs en toiture Ci-contre le capteur est placé avec une inclinaison idéale face au sud sur le plan de toiture le plus incliné 2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

38 Version 2 Septembre INCORPORATION ARCHITECTURALE

39 Version 2 Septembre INCORPORATION ARCHITECTURALE

40 Version 2 Septembre INCORPORATION ARCHITECTURALE

41 Version 2 Septembre A éviter 2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

42 Version 2 Septembre INCORPORATION ARCHITECTURALE

43 Version 2 Septembre INCORPORATION ARCHITECTURALE

44 Version 2 Septembre INCORPORATION ARCHITECTURALE

45 Version 2 Septembre A éviter 2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

46 Version 2 Septembre A éviter 2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

47 Version 2 Septembre Capteurs en terrasse 2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE Quil sagisse dun bâtiment existant ou dune construction neuve, la présence dune toiture terrasse peut représenter une solution pour la pose des capteurs solaires. Acrotère

48 Version 2 Septembre Ce type dinstallation peut être gênante, sur le plan esthétique pour le voisin INCORPORATION ARCHITECTURALE

49 Version 2 Septembre Capteurs en auvent Le capteur peut aussi servir de auvent pour protéger lentrée ou le porche de la maison INCORPORATION ARCHITECTURALE

50 Version 2 Septembre INCORPORATION ARCHITECTURALE

51 Version 2 Septembre Capteurs au sol Les capteurs peuvent être posés au sol sur des supports fixés au sol dans les règles de lart... …et dans certains cas favorables, les capteurs peuvent être posés sur talus. Il est alors nécessaire de les protéger des salissures qui pourraient diminuer leur rendement. Cette solution est envisageable sur un talus de jardin ou sur une terrasse au pied de la maison INCORPORATION ARCHITECTURALE

52 Version 2 Septembre INCORPORATION ARCHITECTURALE

53 Version 2 Septembre A éviter 2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

54 Version 2 Septembre Capteurs implantés sur une annexe Les capteurs solaires peuvent trouver leur place naturellement comme composants des annexes de lhabitation sous réserve que ces annexes soient proches du bâtiment principal (serres, garages, abris,…) INCORPORATION ARCHITECTURALE

55 Version 2 Septembre La chaleur doit aller des CAPTEURS au STOCKAGE et non l'inverse. La mise en route et l'arrêt de la circulation sont effectués par un REGULATEUR qui mesure constamment : Tc : température des capteurs Tb : température du ballon Un comparateur intégré au régulateur calcule la valeur correspondant à lécart de température Tc - Tb (Sortie capteur ; Bas du ballon) : T. Principe R Capteur solaire Circulateur Ballon de stockage Régulation Eau froide Eau chaude Tc Tb 2.7. REGULATION

56 Version 2 Septembre La valeur calculée T est alors comparée aux différentiels darrêt et de démarrage : Le circulateur démarre lorsque T = Tc - Tb > DD = différentiel de démarrage Le circulateur sarrête lorsque T = Tc - Tb < DA = différentiel d'arrêt Les valeurs de DD et DA sont parfois réglables par linstallateur. Certaines régulations utilisent le réglage de lhystérésis (Différence DD-DA). R Capteur solaire Circulateur Ballon de stockage Régulation Eau froide Eau chaude Tc Tb 2.7. REGULATION

57 Version 2 Septembre Exemple de fonctionnement Marche Arrêt Etat du Circulateur Evolution des températures 2.7. REGULATION

58 Version 2 Septembre Exercice Compléter les phrases suivantes, en tenant compte que le différentiel darrêt DA= 2°C et que le différentiel de démarrage DD = 6°C : La pompe se met en marche lorsque Tb=30°C et Tc = ……°C La pompe sarrête lorsque Tc=35°C et Tb= ……°C 2.7. REGULATION

59 Version 2 Septembre La production dénergie : On lexprime en kWh par jour (kWh/j), par mois (kWh/mois) ou par an (kWh/an). Les paramètres propres à linstallation sont : la surface de capteurs : la production potentielle croît avec la surface de captage, mais cette croissance nest pas linéaire. linclinaison des capteurs : entre 30 et 60°, a peu dincidence sur la production... pour une consommation annuelle, alors quune consommation exclusivement estivale se comporte mieux avec une faible inclinaison (30°). la qualité des composants solaires : caractéristiques des capteurs, précision de la régulation, qualité de lisolation thermique. Définitions 2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

60 Version 2 Septembre La productivité solaire : Cest la production annuelle dénergie solaire ramenée au mètre carré de capteurs : kWh/m 2.an. Evolution de la productivité en fonction de la surface de capteurs installés pour le cas dune famille de 4 personnes consommant 200 litres dECS à 50°C par jour disposant dun ballon bi-énergie de 300 l à Carpentras (Région PACA) : Définitions 2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

61 Version 2 Septembre Le taux de couverture : Cest le pourcentage des besoins assurés par linstallation solaire : rapport entre léconomie (production solaire) et les besoins. On recherche rarement le taux de couverture maximal, car ce sont les derniers mètres carrés de capteurs qui produisent le moins, donc qui ont lamortissement le plus faible. On vise souvent un taux annuel compris entre 50% et 70%. Pendant certaines périodes, on pourra arrêter la chaudière. Définitions JFMAMJJASOND TAUX DE COUVERTURE = BESOINS PRODUCTION SOLAIRE PRODUCTION SOLAIRE EXCEDENT ENERGIE DAPPOINT BESOINS 2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

62 Version 2 Septembre «Temps de retour brut de linvestissement» Surcoût solaire () Economie annuelle de linstallation () = La «rentabilité» ou «temps de retour brut» : Cest le coût de linstallation rapporté à léconomie produite, qui dépend de lénergie de comparaison. Définitions 2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

63 Version 2 Septembre LIMITES ET PERFORMANCES

64 Version 2 Septembre Performances du CESI à Toulon 2.8. LIMITES ET PERFORMANCES 4 m² Ballon bi-énergie de stockage 200 l Eau froide Eau chaude Données générales : 200 l/j deau chaude à 50°C, Appoint

65 Version 2 Septembre Performances du CESI à Lille 2.8. LIMITES ET PERFORMANCES 4 m² Ballon bi-énergie de stockage 200 l Eau froide Eau chaude 200 l/j deau chaude à 50°C, Données générales : Appoint

66 Version 2 Septembre LIMITES ET PERFORMANCES

67 Version 2 Septembre Rapport Volume de stockage / Surface de capteur pour un taux de couverture de 60% pour différentes zones climatiques (Temp. eau = 45°C) Zone climatique I1 : 45 l pour 1 m² Zone climatique I2: 55 l pour 1 m² Zone climatique I3 : 65 l pour 1 m² Zone climatique I4 : 75 l pour 1 m² 2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

68 Version 2 Septembre Tableau de performances de CESI en France Les performances indiquées dans le tableau suivant correspondent à des besoins journaliers de 250 l/j à 45°C. Le CESI est à éléments séparés et circulation forcée. Les capteurs sont orientés plein sud et incliné à 45° par rapport à lhorizontale LIMITES ET PERFORMANCES Stations Surface capteurs [m²] Taux de couverture [%] Productivité [kWh/m².an Lille 5, Abbeville 5, Paris 5, Rennes 4, Strasbourg 5, Lyon 4, Montélimar 3, Bordeaux 4, Marseille 3, Source : CLIPSOL

69 Version 2 Septembre EVALUER LES BESOINS ET DIMENSIONNER 3ème point de la charte QUALISOL : « En amont, linstallateur assure auprès du client un rôle de conseil, l'assiste dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins, compte tenu du "gisement solaire" local, des contraintes du site, de la taille du foyer, et des énergies d'appoint disponibles,… »

70 Version 2 Septembre Les variations de lénergie reçue par le capteur sont fonction : de la durée densoleillement, de la couche datmosphère traversée, de linclinaison des rayons, de la nébulosité Le rayonnement solaire global se décompose en deux parties : Le rayonnement direct : il provient directement du disque solaire et sa direction change tout au long du jour. Le rayonnement diffus : il parvient au capteur après avoir été dévié par les nuages, le ciel, le sol et les objets environnants. Il a une multitude de directions différentes RAYONNEMENT SOLAIRE

71 Version 2 Septembre Orientation Sud avec pente égale à la latitude Rayonnement solaire global quotidien moyen en kWh/m ².j pendant le mois de janvier Valeurs moyennes Atlas Européen solaire 3.1. RAYONNEMENT SOLAIRE

72 Version 2 Septembre Orientation Sud avec pente égale à la latitude Rayonnement solaire global quotidien moyen en kWh/m ².j pendant le mois de juillet Valeurs moyennes Atlas Européen solaire 3.1. RAYONNEMENT SOLAIRE

73 Version 2 Septembre Orientation Sud avec pente égale à la latitude Rayonnement solaire global quotidien moyen en kWh/m ².j pendant l'année Valeurs moyennes Atlas Européen solaire 3.1. RAYONNEMENT SOLAIRE

74 Version 2 Septembre Généralement, on considère une consommation deau chaude de 50 litres/jour.personne à 50°C. Cette consommation est à moduler en fonction des habitudes des occupants. En fonction du type de famille défini dans le graphe ci-dessous et du nombre de personnes (attention aux personnes occasionnelles), la consommation deau chaude peut être définie LES BESOINS EN ECS

75 Version 2 Septembre Lénergie nécessaire annuellement pour assurer les besoins en eau chaude dune personne considérée comme moyenne est denviron : 800 kWh/an. Exercice : Daprès les précédentes données, calculer la consommation journalière en ECS dune famille de 4 personnes très peu économe et lénergie annuelle nécessaire LES BESOINS EN ECS

76 Version 2 Septembre Il est des régions et des utilisations où le chauffe-eau solaire est autonome. En France métropolitaine, laide dune énergie dappoint est nécessaire : jours sans soleil, forte consommation deau certains jours. Le solaire doit être couplé à une énergie dappoint (Fioul, Gaz, Bois, Electricité). Dans le cas dune installation à éléments séparés, trois configurations sont possibles : A : Appoint séparé par ballon avec échangeur ou cumulus électrique B : Appoint séparé par chaudière gaz instantanée C : Appoint intégré dans le ballon En CESI thermosiphons monoblocs et à éléments séparés : A et B ou Chaudière gaz, bois, fioul LAPPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI

77 Version 2 Septembre A : Appoint séparé par ballon avec échangeur ou cumulus électrique CESI à circulation forcée 3.3. LAPPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI EF compteur ECS V3V manuelle g.s Appoint Ballon solaire Mitigeur thermostatique Eté Hiver, mi-saison

78 Version 2 Septembre B : Appoint séparé par chaudière gaz instantanée à puissance modulable CESI à circulation forcée 3.3. LAPPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI EF Chaudière dappoint compteur ECS V1 Ballon solaire Mitigeur thermostatique V2

79 Version 2 Septembre C :Appoint intégré dans le ballon CESI à circulation forcée 3.3. LAPPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI EF compteur ECS Mitigeur thermostatique Thermoplongeur ou échangeur hydraulique

80 Version 2 Septembre A :Appoint séparé par ballon avec échangeur ou cumulus électrique CESI monobloc (thermosiphon) 3.3. LAPPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI EF compteur ECS V1 g.s Appoint Mitigeur thermostatique V3V manuelle Eté Hiver, mi-saison

81 Version 2 Septembre EF Chaudière dappoint compteur ECS V1 Mitigeur thermostatique V2 B : Appoint séparé par chaudière gaz instantanée à puissance modulable CESI monobloc (thermosiphon) 3.3. LAPPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI

82 Version 2 Septembre V=? Le dimensionnement dun CESI doit être réalisé par linstallateur de façon simple. Pour cela un certain nombre de critères permettant la sélection dun CESI doivent être définis : 1er critère : Le système dappoint de leau chaude 2ème critère : le volume du ballon deau chaude sanitaire 3ème critère : la région climatique ou Chaudière gaz, bois, fioul LE DIMENSIONNEMENT

83 Version 2 Septembre er critère : le système dappoint de leau chaude 3.4. LE DIMENSIONNEMENT ConstatType de chauffageSolution proposée Chauffage hydraulique (toutes énergies) Ballon bi-energie ou mixte : "solaire - hydraulique" ou "solaire - hydraulique - électrique" Chauffage divisé (convecteur électrique, poêle bois…) Ballon bi-énergie : "solaire - électrique" L'usager ne dispose pas de ballon d'ECS ConstatType de ballonSolution proposée Électrique Ballon bi-énergie : "solaire - électrique" Couplé à une chaudière Ballon bi-energie ou mixte : "solaire - hydraulique" ou "solaire - hydraulique - électrique" L'usager dispose déjà d'un ballon d'ECS de plus de 10 ans ConstatSolution proposée L'usager dispose déjà d'un ballon d'ECS de moins de 7 ans en bon état et d'un espace suffisant pour 2 ballons Ballon solaire Le ballon existant servant d'appoint

84 Version 2 Septembre ème critère : le volume du ballon deau chaude sanitaire Après avoir déterminé la consommation deau chaude des usagers du CESI (cf. chapitre 3.2.), le volume du ballon peut-être défini grâce au tableau suivant : 3.4. LE DIMENSIONNEMENT V=? Une tolérance de +/- 15% du volume du ballon est acceptable. Type de ballonVolume du ballon Ballon solaire vertical Consommation journalière d'ECS Ballon bi-énergie ou ballon solaire horizontal 1,5 fois la consommation journalière d'ECS

85 Version 2 Septembre LE DIMENSIONNEMENT Tableau définissant des taux de couverture indicatifs pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I1 à Lille. Les résultats sont issus du logiciel SOLO Hypothèses retenues : La consommation journalière d ECS à 50°C est égale au volume du ballon solaire Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K] 3ème critère : la région climatique En fonction du volume et du type de ballon, de la région climatique, du taux de couverture souhaité, du coût du CESI, on sélectionnera le CESI le mieux adapté aux besoins du client.

86 Version 2 Septembre LE DIMENSIONNEMENT Hypothèses retenues : La consommation journalière d ECS à 50°C est égale à 2/3 du volume du ballon bi-énergie Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K] Les résultats sont issus du logiciel SOLO Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I1 à Lille. Appoint

87 Version 2 Septembre LE DIMENSIONNEMENT Les résultats sont issus du logiciel SOLO Hypothèses retenues : La consommation journalière d ECS à 50°C est égale au volume du ballon solaire Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K] Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I2 à Bourges.

88 Version 2 Septembre LE DIMENSIONNEMENT Hypothèses retenues : La consommation journalière d ECS à 50°C est égale à 2/3 du volume du ballon bi-énergie Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K] Les résultats sont issus du logiciel SOLO Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I2 à Bourges. Appoint

89 Version 2 Septembre LE DIMENSIONNEMENT Hypothèses retenues : La consommation journalière d ECS à 50°C est égale au volume du ballon solaire Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K] Les résultats sont issus du logiciel SOLO Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I3 à Bordeaux.

90 Version 2 Septembre LE DIMENSIONNEMENT Hypothèses retenues : La consommation journalière d ECS à 50°C est égale à 2/3 du volume du ballon bi-énergie Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K] Les résultats sont issus du logiciel SOLO Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I3 à Bordeaux. Appoint

91 Version 2 Septembre LE DIMENSIONNEMENT Les résultats sont issus du logiciel SOLO Hypothèses retenues : La consommation journalière d ECS à 50°C est égale au volume du ballon solaire Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K] Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I4 à Carpentras.

92 Version 2 Septembre LE DIMENSIONNEMENT Hypothèses retenues : La consommation journalière d ECS à 50°C est égale à 2/3 du volume du ballon bi-énergie Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K] Les résultats sont issus du logiciel SOLO Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I3 à Bordeaux. Appoint

93 Version 2 Septembre LE DIMENSIONNEMENT Dans le tableau ci-dessous sont données à titre indicatif des fourchettes de dimensionnement pour les volumes de ballons et les surfaces de capteurs correspondant à une consommation journalière par personne comprise entre 50 et 60 l à 45°C, avec un taux de couverture des besoins en eau chaude par le solaire de 50 à 70%. a b : Nombre doccupants 1 à 23 à 45 à 67 et + Volume du ballon solaire a (litres) 100 à à à à 500 Volume total du ballon b (litres) 100 à à à à 650 ZONES CLIMATIQUES (voir carte Zones)Surface des capteurs (m2) I12 à 33 à 5,54 à 75 à 7 I22 à 32,5 à 4,53,5 à 6,54,5 à 7 I32 à 2,52 à 43 à 5,53,5 à 7 I42 à 2,52 à 3,52,5 à 4,53,5 à 6 : pour un CESI sans appoint pour un CESI avec appoint (Ballon bi-énergie) TABLEAU DE SYNTHESE

94 Version 2 Septembre Exercice Pour chaque zone climatique, effectuer le dimensionnement dun CESI adapté aux besoins dune famille moyenne (1 couple + 1 enfant), disposant déjà dun chauffe- eau électrique de moins de 7 ans et en bon état. Les résultats attendus sont : La consommation moyenne journalière deau chaude à 50°C en litres de la famille Le type de ballon : Solaire ou Bi-énergie Le volume du ballon en litres Le ou les CESI éligibles adaptés S=? ? 3.4. LE DIMENSIONNEMENT

95 Version 2 Septembre ELABORER ET PRESENTER UN DEVIS CESI 4ème point de la charte QUALISOL : « Après visite sur site, linstallateur soumet au client un devis descriptif écrit, détaillé et complet, de l'installation solaire qu'il propose, en fixant un délai de réalisation, des termes de paiement, et des conditions de garantie (minimum : deux années, et décennale en cas de matériel incorporé au bâti),… »

96 Version 2 Septembre Garantie : 2 ans En synthèse, le devis doit faire apparaître: - le numéro QUALISOL de l installateur, le kit proposé (marque, référence) avec les éléments qui le constituent (X m² de capteur, Ballon Y litres…), les composants additionnels (couplage avec appoint, raccordement électrique, tube cuivre, antigel X litres…), les coûts de pose (nbre d heures, capteurs incorporés ou pas…) et de mise en service, le coût global de linstallation, la prime de l ADEME (ainsi que celles dautres financeurs éventuels), - les délais de réalisation, les termes de paiement et les conditions de garantie des matériels installés (biennale et décennale) doivent être également spécifiés dans le devis. 4. ELABORER ET PRESENTER UN DEVIS

97 Version 2 Septembre CONNAÎTRE ET EXPLIQUER AU CLIENT LES AIDES FINANCIERES ET LES DEMARCHES ADMINISTRATIVES 5ème point de la charte QUALISOL : « Linstallateur informe précisément le client sur les démarches nécessaires, relatives en particulier aux déclarations préalables de travaux, aux conditions d'octroi des primes de l'ADEME et autres organismes, et aux incitations fiscales en vigueur, »

98 Version 2 Septembre Le plan soleil a pour objectif général datteindre en 6 ans une diffusion naturelle (sans soutien Public) des systèmes solaires thermiques en métropole. LADEME a mis en place depuis mi 99 des mécanismes daide à la décision et des soutiens à linvestissement pour les secteurs de lhabitat et du tertiaire. Deux applications en solaire thermique sont concernées par ces mécanismes daide : Le Chauffe-eau solaire individuel (CESI) Les installations de production deau chaude solaire collective 5.1. LES AIDES DE LADEME

99 Version 2 Septembre LADEME considère que le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) a atteint un stade de maturité technique et de fiabilité suffisant pour promouvoir la diffusion, sur tout le territoire national, des matériels industriels certifiés et conformes. Des primes CESI seront attribuées aux particuliers ou clients qui auront fait installer par un professionnel qualifié, souscrivant à la charte QUALISOL, un chauffe-eau solaire figurant sur la liste des matériels éligibles publiée par lADEME. Le montant plafonné de ces primes est fonction de la taille (superficie dentrée des capteurs) de léquipement : F (686 ) pour des CESI de 2 à 3 m² F (915 ) pour des CESI de 3 à 5 m² F (1143 ) pour des CESI de 5 à 7 m² OBJECTIF 2006 : Réalisation de unités de CESI, cumulées sur la période 1999/ LES AIDES DE LADEME

100 Version 2 Septembre LES AIDES DE LADEME (*) : Agence de lEnvironnement et de la Maîtrise de lEnergie (*)

101 Version 2 Septembre Les 10 points de la charte QUALISOL auxquels doit souscrire linstallateur sont : 1. Il possède les compétences professionnelles nécessaires, acquises par la formation initiale ou continue, et par une pratique confirmée. Il est à jour de ses obligations sociales et fiscales, et dispose des assurances professionnelles couvrant les prestations qu'il assure, 2. Il préconise des matériels solaires sélectionnés par l'ADEME, conformes aux listes qu'elle établit et actualise, et assure le relais des informations, brochures et documents que l'ADEME diffuse, 3. En amont, il assure auprès du client un rôle de conseil, l'assiste dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins, compte tenu du "gisement solaire" local, des contraintes du site, de la taille du foyer, et des énergies d'appoint disponibles, 4. Après visite sur site, il soumet au client un devis descriptif écrit, détaillé et complet, de l'installation solaire qu'il propose, en fixant un délai de réalisation, des termes de paiement, et des conditions de garantie (minimum : deux années, et décennale en cas de matériel incorporé au bâti), 5. Il informe précisément le client sur les démarches nécessaires, relatives en particulier aux déclarations préalables de travaux, aux conditions d'octroi des primes de l'ADEME et autres organismes, et aux incitations fiscales en vigueur, 5.1. LES AIDES DE LADEME

102 Version 2 Septembre Une fois l'accord du client obtenu (devis cosigné), il réalise l'installation commandée dans le respect des règles professionnelles, normes et textes réglementaires applicables, selon les prescriptions de l'Avis Technique du matériel prévu, et les spécifications particulières des fournisseurs, 7. Il règle et met en service l'installation, puis procède à la réception des travaux en présence du client. Il lui remet notices et tous documents relatifs aux conditions de garantie et d'entretien/maintenance du CESI, 8. Il remet sans délai au client une facture détaillée et complète de la prestation, conforme au devis, et lui fournit l'attestation signée dont celui-ci a besoin pour faire valoir ses droits aux primes et aides fiscales, 9. En cas d'anomalie ou d'incident de fonctionnement de l'installation signalé par le client, il s'engage à intervenir sur le site dans des délais rapides, et procède aux vérifications et remise en état nécessaires, dans le cadre de la garantie biennale. 10. Sur simple notification de l'ADEME, il se soumet à toute opération de contrôle que l'ADEME ou son mandataire souhaiterait effectuer, aux fins d'examiner les conditions de mise en œuvre et de réalisation des prestations. Suite des 10 points de la charte QUALISOL auxquels doit souscrire linstallateur 5.1. LES AIDES DE LADEME

103 Version 2 Septembre La déclaration de travaux exemptés de permis de construire (D.T.) est obligatoire : dune manière générale lorsque vous édifiez un ouvrage dont la surface au sol est à 2m² et dont la hauteur 1,5 m (Capteurs au sol par exemple). Notamment si vous modifiez l'aspect extérieur d'une construction existante : capteurs sur toiture, en allège... Comment formuler votre demande ? Des imprimés de D.T. sont à votre disposition au service urbanisme de la commune. L'accord de la D.T. est tacite, passé un mois de délai dinstruction, sauf notification prolongeant le délai à deux mois. Pour linstallation dun CESI, généralement une D.T. suffit Déclaration de Travaux (D.T.)

104 Version 2 Septembre TVA 5.5 % pour l'installation déquipements solaires : L'application du taux réduit aux travaux porte sur des locaux à usage d'habitation achevés depuis plus de deux ans. Le taux réduit s'applique aux travaux pour lesquels une facture est émise à compter du 15 septembre Le taux applicable est de 5,5% en France continentale et en Corse (2.1% dans les DOM). Aides régionales : Certains conseils régionaux ou conseils généraux peuvent également apporter des aides. Si cela est le cas dans votre région, la Délégation Régionale de lADEME vous renseignera sur le montant de ces aides supplémentaires. Crédit dimpôt et énergies renouvelables : Le crédit dimpôt pour gros équipements (chauffage, ascenseur, sauna et hammam) est étendu aux dépenses déquipements de production d énergie, utilisant une source dénergie renouvelable, intégrés entre le 1er janvier 2001 et le 31 décembre 2002, dans l habitation principale neuve, ancienne ou en construction du contribuable. Ce crédit d impôt est égal à 15% du coût TTC de léquipement TVA à 5.5%, autres Aides, crédit dimpôt

105 Version 2 Septembre INSTALLER LE CESI 6ème point de la charte QUALISOL : « Une fois l'accord du client obtenu (devis cosigné), linstallateur réalise l'installation commandée dans le respect des règles professionnelles, normes et textes réglementaires applicables, selon les prescriptions de l'Avis Technique du matériel prévu, et les spécifications particulières des fournisseurs,...»

106 Version 2 Septembre Les capteurs peuvent être implantés en toiture (Tuiles, Tôles, Ardoises), en façade, en allège, en dépendance, au sol. En toiture, on distingue trois types de mise en œuvre : Les capteurs indépendants posés sur toiture inclinée Les capteurs indépendants posés sur toiture terrasse Les capteurs incorporés en toiture inclinée Dans ce chapitre, différents exemples de mise en œuvre de supports de capteurs indépendants sont présentés. Dans le cas des capteurs incorporés ou même indépendants, linstallateurs doit systématiquement se reporter aux documents constructeurs et à lavis technique du capteur INSTALLATION DES CAPTEURS

107 Version 2 Septembre Poutre Plaque de fixation Pente de la toiture Vue en coupe Vue de face 6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS Exemple de mise en œuvre de supports de capteurs sur toiture tuiles : Lensemble du support des capteurs peut être maintenu sur la toiture par quatre pieds en tube de 1 ou 1 1/4. Ces 4 pieds sont alors fixés sur la charpente. Exemple dune fixation sur le dessus dune poutre :

108 Version 2 Septembre INSTALLATION DES CAPTEURS Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles : Exemple de fixation sur le côté dune poutre : Vue en coupe Vue de face Plaque de fixation Poutre

109 Version 2 Septembre INSTALLATION DES CAPTEURS Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles : Cas particulier : dans le cas dune couverture en tuiles canal de type « à la bergère » il y aura lieu de faire une chevêtre afin de laisser passer le tube et de répartir les efforts. Vue de dessus Planche pour chevêtre ChevronsPoutre Vue en coupe

110 Version 2 Septembre INSTALLATION DES CAPTEURS Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles : Pour assurer la pénétration des tubes au travers des tuiles, elles devront être découpées, comme indiqué sur la figure ci-dessous : Découpe dune tuile Romane : Une fois les coupes des tuiles effectuées, il y aura lieu de réaliser létanchéité soit par collage à chaud de calendrite, soit par réalisation dune bavette en plomb.

111 Version 2 Septembre INSTALLATION DES CAPTEURS Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles : Exemple de fixation en tête par plaques soudées sur pans coupés : Barre de liaison Les traverses support, sur lesquelles viennent se placer les capteurs, sont ensuite fixées sur les barres de liaison.

112 Version 2 Septembre INSTALLATION DES CAPTEURS Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles : Exemple de fixation en tête par brides : BridePied Barre de liaison Les traverses support, sur lesquelles viennent se placer les capteurs, sont ensuite fixées sur les barres de liaison.

113 Version 2 Septembre Exemple de mise en œuvre de capteurs sur toiture tôles ou ardoises : Le support Toiture Tôle/Ardoise est constitué de traverses support sur lesquelles viennent se placer les capteurs INSTALLATION DES CAPTEURS

114 Version 2 Septembre Exemple de mise en œuvre de supports de capteurs sur toiture terrasse : Effectuer le tracé : Procéder au tracé dimplantation des capteurs et de leurs supports. Tracer lalignement bas des capteurs orientés généralement vers le Sud, ou suivant lorientation particulière décidée INSTALLATION DES CAPTEURS

115 Version 2 Septembre INSTALLATION DES CAPTEURS Pénétration de toiture pour le passage des tuyaux du circuit primaire : La pénétration au travers des toitures en tuiles est facilitée en utilisant une tuile chatière ou une tuile à douille : Exemple : Tuile plate chatièreTuile à douille Des accessoires pour le passage des tuyaux au travers des ardoises, de tôle… existent également (Manchon en caoutchouc sécable vulcanisé par exemple). Une fois les tubes passés dans laccessoire, létanchéité doit être réalisée avec une feuille de plomb ou de zinc. Au besoin, faire appel à un confrère couvreur. Doc. I.R.B.

116 Version 2 Septembre Comme pour tous les circuits de fluide en plein air, il faut prévoir une protection contre le gel, pour éviter de faire éclater le capteur et les conduites en hiver. Or, pour un capteur non sélectif, la sensibilité au gel est accrue par le rayonnement propre de sa surface absorbante ; il peut ainsi se produire à quelques degrés au-dessus de 0°C. La solution retenue généralement pour éviter le gel est de mettre de lanti-gel dans le circuit. Il est important dutiliser un antigel de qualité alimentaire (exemple : mélange à base de mono propylène glycol : MPG) destiné aux installations de chauffage (et non un antigel de voiture). Lantigel est généralement fourni par le fabricant de CESI. Dans tous les cas, le mélange eau-antigel doit être aussi homogène que possible, sinon lantigel risquera de saccumuler dans certains endroits : bien brasser leau et lantigel avant de faire le plein. Il existe des CESI auto-vidangeables qui ne nécessitent pas lutilisation dantigel. Toutefois leur mise en œuvre nécessite le respect d un grand nombre de préconisations données par le fabricant PROTECTION CONTRE LE GEL

117 Version 2 Septembre Par prudence, pour éviter toute détérioration due à la chaleur, on placera le circulateur en amont des capteurs : leau y sera moins chaude. Eviter de disposer le circulateur au point bas de linstallation afin que les saletés sy accumulant ne le détériorent pas. Le circulateur permet la circulation du liquide caloporteur entre les capteurs et léchangeur du ballon. Il est commandé par la régulation solaire CIRCUITS HYDRAULIQUES Le circulateur fait partie du kit fourni par le fabricant. Certains fabricants fournissent des circulateurs à puissance variable 3 positions avec un tableau de choix sur la position à adopter lors de la mise en route du CESI. Cette position est définie en fonction des longueurs aller retour de raccordement des capteurs au ballon, du diamètre du tube utilisé et de la surface de capteurs installés.

118 Version 2 Septembre CIRCUITS HYDRAULIQUES La place des sondes : Sonde applique Contre un tuyau ou un absorbeur, il est recommandé, sauf indication du fournisseur, de recouvrir la sonde dune pâte thermique, d'un isolant thermique et de la protéger des intempéries. Sonde à plongeur avec doigt de gant : - meilleure précision - vérifier le libre passage du fluide Doc. Constructeur La sonde chaude doit être impérativement dans le capteur Capteur solaire Sortie capteur

119 Version 2 Septembre CIRCUITS HYDRAULIQUES Un vase dexpansion est obligatoire. Il doit permettre un maintien de la pression du circuit primaire quelle que soit la température de leau dans le circuit. Il est placé sur le retour du circuit primaire au capteur (circuit froid). Attention à la compatibilité entre la membrane et lantigel (Cas des fortes concentrations). Une soupape de sécurité est obligatoire. Elle ne doit jamais pouvoir être isolée Des robinets de vidange pour les capteurs et pour le circuit doivent être installés aux points bas. EAU AZOTE Gonflage = 0,3 bar + H/10 Avec H = hauteur entre capteurs et ballon Pression circuit primaire = 0,6 bar + H/10

120 Version 2 Septembre CIRCUITS HYDRAULIQUES Dans le cas d un CESI à circulation forcée, le clapet anti retour est indispensable lorsque le ballon de stockage est disposé au même niveau ou en dessous des capteurs car bien que les tuyaux soient de petits diamètres, en labsence dun clapet anti- retour, un thermosiphon pourra se déclencher la nuit en sens inverse et provoquer un refroidissement intempestif du ballon de stockage. Il peut être à battant ou à ressort. Les clapets à ressort de bonne qualité sont en général plus fiables (les installer en position verticale de préférence). Clapet à ressort

121 Version 2 Septembre CIRCUITS HYDRAULIQUES Choix du diamètre des tuyaux pour un CESI à circulation forcée : Nous retiendrons par exemple, pour des installations de CESI avec des longueurs de tuyauteries aller-retour jusquà 20m, les diamètres suivants : DN 14 tube cuivre si 2 m² 4 m² DN 16 tube cuivre si 4 m² 7 m² Ne pas utiliser à la fois dans un circuit du cuivre et de lacier galvanisé : électrolyse et dégradation du circuit par corrosion assurées !!! Se reporter toutefois aux préconisations du constructeur

122 Version 2 Septembre Les isolants : Dans tous les cas, canalisations apparentes, en goulottes ou enterrées dans des fourreaux, ces tuyaux seront obligatoirement isolés dans des manchons souples type « Armaflex » haute température épaisseur mini = 13 mm. Variante acceptée 6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

123 Version 2 Septembre Aux points hauts de linstallation, lair risque de saccumuler, gênant ainsi la circulation de leau. On voit dans la figure suivante que lair fait coupure dans le circuit : Il faut prévoir une évacuation de lair à chaque point haut. Si lon utilise un purgeur automatique à la sortie des capteurs, alors il devra être de qualité tel quil supporte les hautes températures. Il peut être confectionné une bouteille de purge (Tuyau en cuivre diamètre 50 mm par exemple) au point haut de linstallation avec un report capillaire en cuivre diamètre 4 mm muni dune vanne dans le local technique. Air Eau 6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

124 Version 2 Septembre Soupape/Mano : Elle est placée sur le circuit primaire (capteurs/échangeur ballon). La soupape est chargée dévacuer déventuelles surpressions. Elle est tarée à 3 bars. Le manomètre : Il indique, en bars, la pression dans le circuit primaire, qui doit se situer, à froid, à 1 bar environ et jamais au-dessus de 2 bars. Il est normal de constater une élévation de pression lorsque le circuit primaire est chaud. Vanne de remplissage du mélange antigel et de vidange : Elle doit toujours se trouver en position fermée et ne doit être manœuvrée que par linstallateur. Elle se trouve au point le plus bas de linstallation. Bar 6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

125 Version 2 Septembre Mise à lépreuve et remplissage du circuit primaire : Faire un essai détanchéité, à 1,5 fois la pression de service pendant 24 heures. Bien rincer linstallation et faire tourner la pompe afin dentraîner les saletés vers le bas. Ensuite on peut remplir le circuit primaire avec le fluide caloporteur (Mono Propylène Glycol prêt à l emploi). Attention : Sil ne s agit pas de MPG prêt à lemploi, le mélange eau-MPG doit être aussi homogène que possible, sinon lantigel risquera de saccumuler dans certains endroits : bien brasser leau et lantigel MPG avant de faire le plein CIRCUITS HYDRAULIQUES

126 Version 2 Septembre CIRCUITS HYDRAULIQUES CAS PARTICULIER : le CESI autovidangeable Bouteille de récupération : 3 conditions essentielles sont à remplir : - Elle doit se trouver OBLIGATOIREMENT dans une zone hors-gel du circuit. - Le point le plus haut de la bouteille doit se situer sous le point le plus bas des capteurs - Le point le plus bas de la bouteille doit se situer au-dessus de l'entrée de l'échangeur. Les liaisons hydrauliques entre le circulateur et l'entrée basse des capteurs ainsi que la sortie haute des capteurs et la bouteille de récupération doivent obligatoirement respecter une légère pente qui garantira la vidange totale des capteurs et des canalisations dès l'arrêt du circulateur. Aucun coude, cintrage, contre-pente ou accidents quelconques sur la tubulure ne devront contrarier ce libre écoulement. En conséquence, toutes les tubulures contenant de leau à larrêt ne doivent en aucun cas craindre un risque de gel.

127 Version 2 Septembre CAS PARTICULIER : le CESI thermosiphon à éléments séparés Le point le plus haut des capteurs doit se situer sous le point le plus bas du ballon Les canalisations ballon/capteur doivent observer une pente minimum (généralement à partir de 5°), sans portion horizontale ou contre-pente, elles doivent être les plus directes possibles en évitant les coudes et les réductions La longueur de la canalisation entre le collecteur supérieur du capteur et lentrée de léchangeur du ballon de stockage doit respecter une longueur maximale admissible préconisée par le fabricant (exemple : 3 m maxi) Le diamètre intérieur de ces canalisations devra être supérieur ou égal à celui préconisé par le fabricant (exemple : 20 mm mini) 6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

128 Version 2 Septembre Raccordements des composants électriques à larmoire électrique (régulation solaire, circulateur, éventuel appoint électrique, disjoncteur, terre…) : Linstallateur devra se conformer à la norme C sur les règles des installations électriques à basse tension dans les bâtiments. Il sagit dune norme harmonisée, simplifiée, et surtout de sécurité. En général linstallateur souscrit une assurance qui le couvre en cas daccidents relatifs aux raccordements électriques. Si linstallateur nest pas compétent, il doit faire appel au service dun électricien PARTIE ELECTRIQUE

129 Version 2 Septembre ASSISTER LE CLIENT DANS LA RECEPTION DE LINSTALLATION 7ème point de la charte QUALISOL : « Linstallateur règle et met en service l'installation, puis procède à la livraison des travaux en présence du client. Il lui remet notices et tous documents relatifs aux conditions de garantie et d'entretien/maintenance du CESI,… »

130 Version 2 Septembre Le jour de la réception de linstallation, linstallateur devra assurer une visite complète de linstallation avec le client. Il procèdera à la livraison des travaux. Il remettra au client notices par (ex : tableau des vannes saisonnières à manœuvrer) et tous documents relatifs aux conditions de garantie et d'entretien/maintenance du CESI. La bonne information du client sur les règles de base de vérification de bon fonctionnement de son CESI doit permettre déviter des interventions de linstallateur parfois non justifiées. Important Ne pas oublier que, dans le cadre de la procédure pour lattribution de la prime CESI ADEME, linstallateur doit signer le bon de réception de linstallation et son engagement sur lapport de la garantie au client, au dos du formulaire de description du CESI (document présenté pages suivantes). Remplir la « fiche installation » de description du CESI et la renvoyer à la délégation régionale de lADEME 7. RECEPTION

131 Version 2 Septembre RECEPTION DESCRIPTION DU CESI

132 Version 2 Septembre RECEPTION

133 Version 2 Septembre RECEPTION

134 Version 2 Septembre PREPARER LE SERVICE APRES-VENTE 7ème point de la charte QUALISOL : « Linstallateur règle et met en service l'installation, puis procède à la réception des travaux en présence du client. Il lui remet notices et tous documents relatifs aux conditions de garantie et d'entretien/maintenance du CESI,… »

135 Version 2 Septembre EQUIPEMENTS ELEMENTS CONSTITUTIFS ou ASSIMILES Linstallation intérieure capteurs indépendants partie intérieure des capteurs intégrés capteurs intégrés dans la toiture reprise détanchéité de tous supports ou passages tuyaux parties extérieures des capteurs intégrés Garantie de bon fonctionnement obligatoire (garantie biennale). Durée : 2 ans Garantie décennale obligatoire. Durée : 10 ans Assurance obligatoire du maître douvrage, des installateurs. POINTS PARTICULIEREMENT IMPORTANTS : la solidité du bâtiment (terrasses...), létanchéité du bâtiment (au niveau des entrées des supports et des canalisations) GARANTIE BIENNALE ET DECENNALE

136 Version 2 Septembre Linstallateur Linstallateur assure la mise en marche. Ensuite, certains contrôles doivent être effectués, au moins une fois par an. Lusager peut effectuer ces contrôles suivant les indications dun carnet de maintenance fourni par linstallateur. Les principales dispositions de maintenance sont les suivantes : Capteurs solaires : contrôle des raccords hydrauliques : une fois par an et remplacement immédiat des joints fuyards resserrage de la boulonnerie des supports remise en peinture antirouille : tous les 3 ans Remplacer le mélange antigel selon la périodicité indiqué par son fabricant 8.2. MAINTENANCE COURANTE

137 Version 2 Septembre Linstallateur Circuit hydraulique primaire : Organes de sécurité : purgeurs dair : à manœuvrer vase dexpansion : vérifier la pression de gonflage soupape de sécurité Fixation et état du calorifuge et de sa protection Doigts de gants (thermomètres, sondes): compléter graisses et huiles thermiques MAINTENANCE COURANTE

138 Version 2 Septembre Linstallateur Régulation-électricité : alimentation et voyants lumineux des armoires électriques fonctionnement du circulateur par mise en marche forcée caractéristiques des sondes, déclenchement forcé de la régulation (sonde trempée dans un verre deau chaude ou froide). Tenue du cahier de maintenance : Utile même sur une installation individuelle MAINTENANCE COURANTE

139 Version 2 Septembre Lusager Vérifier régulièrement le bon fonctionnement du CESI : La pression du fluide des capteurs doit être denviron 0,6 bar + H/10 (avec H hauteur entre capteur et ballon). Par temps ensoleillé, vérifier que le régulateur fonctionne et que le circulateur tourne. Il est utile de prévoir sur linstallation un thermomètre à lentrée et un autre à la sortie de léchangeur solaire du ballon. En fonctionnement et par temps ensoleillé, lécart entrée - sortie dépasse rarement 10°C. Si cet écart est supérieur à 15°C, cest probablement le signe dune mauvaise circulation de fluide. Enfin le vitrage du capteur doit être nettoyé sil est empoussiéré (jet à haute pression exclu). Il est possible à linstallateur de proposer un service annuel dentretien 8.2. MAINTENANCE COURANTE

140 Version 2 Septembre DIAGNOSTIC DE PANNES OU DINCIDENTS 9ème point de la charte QUALISOL : « En cas d'anomalie ou d'incident de fonctionnement de l'installation signalé par le client, il s'engage à intervenir sur le site dans des délais rapides, et procède aux vérifications et remise en état nécessaires, dans le cadre de la garantie biennale,… »

141 Version 2 Septembre Pression en baisse : fuite du circuit primaire Vérifier létanchéité de tous les raccordements. Vérifier létanchéité des capteurs. Vérifier si le vase dexpansion nest pas défectueux (membrane percée). Vidanger le primaire. Réparer le(s) fuite(s) (Joints défectueux : filasse + Gébatout et pour les joints plats : nitrile, téflon ou graphite résistants à 200°), La réparation effectuée, compléter avec de lantigel MPG prêt à lemploi. ? 9. DIAGNOSTIC DE PANNES

142 Version 2 Septembre DIAGNOSTIC DE PANNES Pression en hausse : Risque de fuite du circuit sanitaire dans le circuit primaire au travers de léchangeur du ballon Pendant les périodes de non utilisation de linstallation, vacances par exemple, couper lalimentation électrique de lappoint et laisser la régulation différentielle sous tension, ceci pour éviter des phénomènes de stagnation dans le circuit primaire.

143 Version 2 Septembre Le circulateur ne tourne jamais : Problème de gommage : dégommer le circulateur Problème lié à la régulation différentielle : vérifier les connections électriques et létat des sondes, vérifier lalimentation électrique du régulateur et quaucun voyant défaut ne soit éclairé. Se reporter à la notice fournie avec le régulateur. Le circulateur tourne sans arrêt : Problème de sondes : vérifier létat des sondes et leurs connexions. Se reporter à la notice fournie avec le régulateur. 9. DIAGNOSTIC DE PANNES

144 Version 2 Septembre Tableau de dépannage : 9. DIAGNOSTIC DE PANNES LOCALISATION DU DEFAUT : CIRCUIT PRIMAIRE NATURE DU DEFAUT DETECTE Pression en baissePression en hausse CAUSE(S) DU DEFAUT 2. Fuites du circuit primaire. Fuite du circuit sanitaire dans le circuit primaire. SOLUTIONS Vérifier létanchéité de tous les raccordements. Vérifier létanchéité des capteurs. La remise à niveau du circuit primaire ne constitue quune solution de dépannage avant la recherche des fuites. Ne pas procéder à des remises à niveau systématiques du circuit sans réparation, sous peine dentartrage rapide du circuit et des capteurs. La réparation effectuée, tester la qualité de lantigel en réalisant un essai sur un prélèvement. 1. Remplacer le vase d'expansion. Changer l'échangeur si possible, sinon le ballon. 1. Vase dexpansion défectueux. 2.

145 Version 2 Septembre Tableau de dépannage : 9. DIAGNOSTIC DE PANNES

146 Version 2 Septembre Tableau de dépannage : 9. DIAGNOSTIC DE PANNES

147 Version 2 Septembre SUIVI ET CONTROLE

148 Version 2 Septembre Objectif Dans le cadre du programme HELIOS 2006, lAdeme attribue des aides financières aux acquéreurs de chauffe-eau solaires qui présentent des caractéristiques suffisantes de qualité - qualité du matériel, qualité de la mise en œuvre. Pour vérifier la qualité de la mise en œuvre, des visites de contrôle ou audits qualité de certaines installations sont prévus. Ces visites consistent à inspecter les installations pour vérifier qu'elles ont été réalisées conformément à la charte Qualisol en dix points, signée par l'installateur. L'audit se compose de trois phases, une phase de préparation, une visite sur place et une phase de synthèse avec la rédaction d'un rapport. 10. SUIVI ET CONTROLE

149 Version 2 Septembre SUIVI ET CONTROLE Exemple de grille de visite

150 Version 2 Septembre Exemple de grille de visite 10. SUIVI ET CONTROLE

151 Version 2 Septembre GESTION ENVIRONNEMENTALE DES CHANTIERS

152 Version 2 Septembre Information des riverains Réduction des nuisances visuelles (aspects visuel du chantier et de ses conséquences) Réduction des nuisances sonores (engins insonorisés, horaires de travail décalés,…) Réduction de la pollution du sol, de leau, de lair (limitation des envols de poussières, découlements accidentels deau polluée ou non,…) Maîtrise de la consommation deau et dénergie (emploi dappareils ou dispositifs économes) Gestion des déchets de chantier (déconstruction sélective, tri des déchets,…) LE CHANTIER PROPRE

153 Version 2 Septembre Il concerne les déchets demballage dont les détenteurs ne sont pas les ménages : ce sont : les housses plastiques, les cartons, les plastiques, le bois, les fûts, les palettes servant au transport et au conditionnement des produits ; ils ne concernent pas les déchets de fabrication produits par lactivité industrielle ; ils ne concernent pas les détenteurs dont la production hebdomadaire est inférieure à 1100 litres et qui les remettent au service de la collecte des communes DECRET DU 13 JUILLET 1994

154 Version 2 Septembre Dispositions à prendre pour les détenteurs pour assurer ou faire assurer lélimination de leurs déchets demballage : obligation de faire valoriser les déchets demballage par réemploi, recyclage ou toute autre action visant à obtenir des matériaux réutilisables ou de lénergie ; obligation de tri à la source ( non mélange ) ; signature dun contrat entre le détenteur et le tiers habilité à qui le détenteur remet ses déchets ; mise à disposition des agents de létat des informations relatives aux conditions délimination. Pour tout renseignement sadresser auprès des délégations régionales ADEME, Préfectures DECRET DU 13 JUILLET 1994

155 Version 2 Septembre Elle fixe quà partir du 1er Juillet 2002, seuls les déchets ultimes, cest à dire les déchets ne pouvant pas être valorisés dans les conditions techniques et économiques du moment, seront admis en centres de stockage. Tous les autres déchets seront recyclés, incinérés, ou traités LOI DU 13 JUILLET 1992 Doc. F.F.B Signalétique des déchets de chantier

156 Version 2 Septembre LOI DU 13 JUILLET 1992

157 Version 2 Septembre ORGANISERREGROUPERTRAITER CHANTIERS DECHETTERIE SITES de STOCKAGE ou de VALORISATION LA FILIERE DELIMINATION

158 Version 2 Septembre


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