LA TECHNIQUE DU SOLAIRE THERMIQUE

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• Le Chauffe Eau Solaire Individuel (CESI)

1. Principe technique de fonctionnement :

Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) permet de produire de l'eau chaude sanitaire à partir du rayonnement solaire. Des capteurs solaires thermiques (1) absorbent le rayonnement du soleil qu'ils retiennent et transforment en chaleur. Le circuit primaire (2), étanche et calorifugé, contient un mélange d'eau et d'antigel. Ce liquide s'échauffe en passant dans les tubes du capteur, et se dirige vers un ballon de stockage.

Pour restituer la chaleur, un échangeur thermique (3) cède ses calories solaires à l'eau sanitaire. Le liquide primaire ainsi refroidi repart vers le capteur (4) où il est chauffé à nouveau tant que l'ensoleillement reste efficace.  

Le ballon solaire (5) est une cuve métallique isolée qui constitue la réserve d'eau sanitaire. L'eau chaude soutirée est remplacée immédiatement par la même quantité d'eau froide du réseau (6), réchauffée à son tour par le liquide du circuit primaire. 

Schema de principe du CESI
source ADEME

Dans le schéma ci-dessus, la circulation du liquide primaire est forcée par un circulateur (7) qui fonctionne comme une pompe électrique. Ce dernier est couplé à un régulateur (8) qui compare la température du liquide primaire au niveau des capteurs (9) avec celle de l'eau sanitaire contenue dans le ballon (10). Dès que l'eau du ballon a atteint la bonne température, le régulateur coupe la circulation.
Comme une installation solaire ne peut couvrir 100% des besoins toute l'année, il est nécessaire d'équiper le ballon d'un dispositif d'appoint (12). Cet appoint peut être une résistance électrique ou un couplage avec votre chaudière actuelle.

L'appoint

Pour pallier le manque de soleil et s'assurer d'avoir toujours de l'eau chaude à la bonne température et en quantité suffisante, il est nécessaire d'avoir recours à un système d'appoint en eau chaude. Cet appoint peut être soit intégré au ballon solaire soit séparé.

Si vous ne possédez pas de ballon, vous opterez pour un appoint intégré. Le principe est simple, votre ballon solaire peut être connecté à votre chaudière actuelle ou une résistance électrique peut être installée directement dans le ballon solaire. 

Si vous possédez déjà un ballon de stockage, le ballon solaire sera relié à ce dernier et aura pour fonction de préchauffer l'eau. Vous faites ainsi des économies puisque votre chaudière ne fonctionnera que pour maintenir l'eau à température. Le schéma ci-dessous permet de mieux comprendre ces 2 systèmes d'appoint :

                                                                                                                                                                  Source GDF

Le choix du système dépend essentiellement de votre installation actuelle de production d'eau chaude et de chauffage. La prise en compte de son âge, de son énergie de fonctionnnement et de la présence ou non d'un ballon de stockage vous permet de déterminer aisément le type d'installation solaire thermique le plus adapté à votre situation. Sur la base de ces trois critères, le tableau ci-dessous vous permet de l'identifier en un clin d'oeil :

2. Dimensionnement 

Le dimensionnement d'une installation CESI doit déterminer la surface de capteurs et le volume du ballon de stockage qu'il vous faut. Il dépend avant tout de vos habitudes de consommation. Une personne consomme en moyenne 50 L d'eau chaude à 45° par jour.  Il faut ensuite tenir compte de l'ensoleillement disponible selon la situation géographique de l'installation ainsi que de l'inclinaison des capteurs sur le toit. Enfin, cela va de soi, il faut limiter au maximum les ombres qui pourraient masquer les capteurs et en tenir compte dans le calcul du dimensionnement.

Aidez-vous du tableau ci-dessous pour connaître la surface de capteurs adéquate :