Installation eau chaude solaire
Par François le dimanche 19 juin 2011, 18:06 - Equipement solaire - Lien permanent
Nous voulions un système simple, robuste, peu couteux ... J'ai intégré dès
la conception de la maison une configuration permettant de fonctionner en
thermosiphon.
Qu'est ce que le thermosiphon ?
Il s'agit de faire circuler l'eau dans un circuit en utilisant le fait que
l'eau chaude est plus légère que l'eau froide. Ainsi le liquide à base d'eau
qui est chauffé dans un panneau solaire thermique va vouloir monter. En
positionnant le ballon d'eau chaude au dessus des panneaux, et en collectant le
liquide dans la partie supérieure des panneaux, il va ainsi monter jusqu'à
l'échangeur du ballon. Là il va céder de la chaleur et se refroidit. Ensuite,
il va redescendre sous l'action de la pesanteur vers les panneaux en empruntant
un circuit qui arrive en partie inférieure des panneaux. C'est pourquoi, tant
que la différence de température génère une différence de poids qui permet de
vaincre les pertes de charges (ce qui freine le mouvement) du circuit, le
liquide circule sans l'aide d'aucune pompe ni régulation. La circulation
s’arrêtera naturellement dès que le liquide se refroidit dans les panneaux,
lorsqu'il n'y a plus assez de soleil.
http://www.outilssolaires.com/premier/index-thermo.htm
Il y a cependant quelques contraintes pouvant générer des difficultés :
Pour nous, en plus d'être en dessous du ballon, les capteurs devaient être en
orientation paysage. L'espace technique des ballons se trouve entre 2 chambres
(à intégrer par rapport à l'aménagement d'un placard).

Je me suis approvisionné via le groupement d'achat APPER Solaire et je me suis impliqué dans la réalisation, avec l'aide d'un plombier qui connaissait un peu le principe.
Les panneaux sont exposés plein Sud sur une pente de 35°. Ils sont placés sur une marquise qui sert aussi de protection contre le soleil pour l'été, d'où sa dimension et la contrainte de disposition pour les panneaux solaires. En effet la marquise fait à peu près 1m50 de longueur de rampant.
Les ballons sont positionnés derrière le mur de cette façade entre 2
chambres à l'étage. J'ai fait le choix d'avoir un 1er ballon de 190L chauffé
exclusivement par le circuit solaire. Ce 1er ballon alimente un 2eme ballon
électrique de 100L qui permet de faire l'appoint éventuel, et d'éliminer
quelques bactéries de temps en temps en hiver par une montée en température à
60°C.

Nous avons utilisé du tube INOX annelé de 25mm de diamètre intérieur sur une partie du circuit et du Cuivre de 26mm intérieur sur le reste.
Nous avons fini les branchements jeudi soir dernier, et rempli le ballon d'eau. Vérification des fuites à l'air comprimé vendredi matin. Après quelques tours de clé supplémentaires, remplissage du circuit solaire. J'ai enlevé le drap de dessus les panneaux à midi.

Le soleil était voilé, et on distinguait à peine sa forme de temps en temps à travers les nuages. Au bout de 10 minutes, le tuyau de retour vers le ballon était chaud. En 2 heures, 190L d'eau sont passées de 19°C à 30°C pour atteindre 45 en fin d'après midi. Hier l'eau était à 50°C en fin de journée après une journée faiblement ensoleillée. Le soleil était plus présent aujourd'hui et nous atteignons 60°C à 17h. (environ 30°C ce matin après les puisages).
Je crains désormais les surchauffes estivales, mais vu la configuration, il est simple de masquer les panneaux si besoin.
Il y a eu 3 petites fuites après chauffe sur des raccords entre l'inox et le cuivre. Plus de problèmes après serrage. il y a aussi une petite fuite sur un raccord soudé.
Tout ça pour dire que pour l'instant, je suis super content du résultat.
Commentaires
Bravo pour l'aboutissement de ce projet.
A bientôt - Michel
Salut Michel
Merci. Tu y as participé !
Tu n'avais pas un bout de toit à faire de ton côté ?
A bientôt
enfin des nouvelles !
je suis contente de voir que ça fonctionne et que tu es content !
est ce que le fait que les ballons se trouvent à l'étage génère de l'inconfort pour cause de trop de chaleur dans les chambres ? en effet, chez nous, le ballon est à la cave et dans cette pièce il faut chaud toute l'année.
Tu veux que j'te dise......Franchement.................................C'EST GENIAL !
Pour répondre à Catherine,
Dans notre cas, il est en effet nécessaire d'avoir des ballons le plus isolés possible. C'est pourquoi "l'habillage" nous permettra de compléter l'isolation. Les ballons seront enfermés dans un espace sur-isolé.
Pour l'instant je n'ai pas encore fini d'isoler tous les tuyaux chauds, afin de "voir" le système fonctionner, et détecter toute fuite éventuelle ou mouvement anormal de fluide. Nous ne subissons pas encore de fortes chaleurs, mais 'linconfort pour l'instant n'est pas perceptible.
Hier était une journée ensoleillée sans nuage. L'eau est passée de 28°C le matin après puisage à 78°C en fin d'après midi. Cela correspond à environ 11kWh accumulés dans l'eau du ballon, soit une énergie stockée de 2,66kWh par m² de capteur, si je ne me suis pas trompé dans mes calculs. Le besoin énergétique annuel estimé est de 3106 kWh soit en moyenne 8,5kWh par jour. Le système semble assez performant mais ne permet pas de stockage important d'énergie.
est ce que le calcul concerne uniquement le besoin en eau chaude ?
si c'est le cas j'ai un doute en comparant avec notre installation.
l'année dernière pour toute la saison de chauffage électrique de l'eau nous avons consommé (pour un ballon solaire électrique de 300l) 500 kwh. or je pense qu'il permet de produire un peu plus de 60 % de l'eau chaude. ce qui nous mène à un besoin total annuel compris entre 1000 et 1500 kwh.
il y a sûrement qqc que je n'ai pas compris.....
Salut Catherine
Je reprends le calcul du besoin estimé :
Besoin d'eau chaude 200L/pers/jour à 50°C. Pour une température initiale de environ 14°C nous avons estimé le besoin d'énergie utilisée avec le calcul suivant :
masse d'eau x différence de température x chaleur massique de l'eau
soit avec une écriture "impropre" environ 200kg x 36K x 4186 J/K/kg
soit environ 30139 kJ soit 8,372 kWh par jour en moyenne.
Il s'agit cependant d'un besoin estimé, qui permet de dimensionner l'installation. La consommation réelle peut être sensiblement différente.
Es tu sure de ton taux de couverture solaire de 60% ? Si tu le considères à 80% en partant du principe que vous êtes économes en eau chaude, tu arrives à une énergie utilisée de 2500 kWh. Pour 4 ce n'est pas si aberrant.
je ne suis pas sûre des 60 % effectivement. mais 80 % me paraît beaucoup.
en revanche c'est peut-être sur la quantité d'eau que le calcul diffère.
je serais très étonnée que vous consommiez 200 l/personne par jour, et à fortiori 200 l d'eau chaude !
j'ai fait le calcul récemment à l'occasion d'une fuite d'eau après le compteur.
nous sommes à environ 150l/jour pour les 4 (eau froide et chaude) !
nous avons équipé tous les éviers et lavabos de mousseurs à environ 3l/mn et les 2 douches à 6l/mn.
et une seule toilette à eau.
vous qui n'avez pas de toilette à eau, vous êtes peut-être encore en dessous de cette consommation (quoique 2 ados.....)
et puis sur les 200 litres qui sont comptés comme consommation moyenne en France, ce ne sont pas 200 litre d'eau chaude. j'ignore la part d'eau chaude la dedans.
dis moi si tu penses que ça peut expliquer la différence.
bises
catherine
Salut Catherine
Le besoin est effectivement de 200L/jour pour les 5 personnes en eau chaude. Le calcul que je fais ensuite se base sur cette hypothèse.
Je ne sais pas encore ce que nous consommons réellement, mais je te donne les chiffres que j'ai concernant les consommations moyennes d'eau en France:
Tous usages domestiques confondus : de 120 à 150L/pers/J dont 40 à 50 L d'eau chaude par jour et par personne (http://www.eaufrance.fr/IMG/pdf/Eau_de_consommation.pdf) ! Pour notre cas, sans toilettes à eau, le BE Aquatiris considère 90 L/jour/pers d'effluents.
Je pense que vous êtes vraiment économes, ce qui expliquerait les écarts que tu trouves, sachant que moins tu consommes d'eau chaude, plus ton taux de couverture solaire est important pour une même installation.
si tu as le moyen de comptabiliser la quantité d'eau chaude que vous consommez vraiment, ce serait intéressant. à mon avis vous n'êtes pas à 200l pour 5, mais sûrement en dessous.