Fonctionnement du CESI Chauffe Eau Solaire Individuel

Fonctionnement du CESI
Chauffe Eau Solaire Individuel
Introduction
Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI)
1 : Capteur solaire (Générateur)
2 : Ballon de stockage
3 : Dispositif hydraulique
4 : Chauffage d’appoint
5 : Régulateur
Le soleil assure en moyenne 60% de la production annuelle d’eau chaude sanitaire
d’une famille : il suffit pour cela d’utiliser directement la chaleur du soleil au
moyen d’un chauffe-eau solaire. L’installation est composée de :
-
Un ou plusieurs capteurs solaires
Un ballon de stockage de l’eau 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.
En hiver ou pendant les journées peu ensoleillées, l’énergie solaire peut ne pas
être suffisante, et l’eau froide est simplement préchauffée par le chauffe-eau
solaire (30 à 40°C). Une énergie d’appoint (électricité, gaz, fioul…) est alors
nécessaire pour atteindre la température souhaitée.
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Circulation naturelle de l’eau / Thermosiphon
Les capteurs et le ballon sont
séparés. Le point le plus haut des
capteurs se situe toujours sous le
point le plus bas du ballon. Le liquide
caloporteur chaud monte
naturellement vers l’échangeur du
ballon de stockage : c’est le principe
du thermosiphon.
Fonctionnement naturel permettant
une production d’eau chaude
sanitaire même en cas de coupure
de courant (aucun raccordement
électrique nécessaire).
Il existe un système thermosiphon
mobobloc.
Inconvé nients:
• Des préconisations du constructeur devront toujours être prises en
considération.
• Emplacement du ballon.
• Absence de régulation pour la limitation de la température de stockage.
Circulation forcée
Le liquide caloporteur circulant entre
les capteurs et le ballon est mis en
mouvement par un circula teur, piloté
par un régulateur.
Ce type de chauffe eau présente
l’avantage de pouvoir être installé
dans toutes les configurations
d’habitation et d’avoir de bonnes
performances.
L’installation du CESI à éléments
séparés dit à circulation forcée est le
plus installé en France.
Sens de circulation du fluide caloporteur : il entre dans les capteurs par le bas
et entre dans le ballon par le haut. L ’axe du moteur de la pompe est horizontal
(préconisation du fabriquant).
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Chauffe-eau solaire autovidangeable
Le circuit primaire se vidangera automatiquement, à l'arrêt du circulateur, dans
une bouteille de récupération ; l'ensemble étant situé dans une zone hors -gel de
l'habitation. L'automatisme de l'ensemble est assuré par une pompe de
circulation commandée par un régulateur.
Avantages :
• Les propriétés thermiques de l’eau sont meilleures que celles des fluides
caloporteurs .
• L’entretien des systèmes est simplifié .
• Pas de vase d’expansion ni soupape de sécurité.
Inconvénients:
• Moins de flexibilité dans le choix des capteurs
• Une attention particulière pour la conception et l’installation du circuit
capteurs
Bien dimensionner
La partie solaire doit être dimensionnée pour atteindre l'économie d'énergie
"optimale" :
• Mieux vaut sous dimensionner les capteurs solaires en cas de doute
• Ne pas sur dimensionner les ballons de stockage
• Mieux vaut sur dimensionner l'échangeur de chaleur
• Attention à ne pas sur dimensionner canalisations et pompes (investissement,
consommations d'électricité)
L'appoint doit être dimensionné comme s'il n'y avait pas de solaire, notamment
puissance des émetteurs de chaleur si chauffage, puissance de la production
d'eau chaude sanitaire, puissance du générateur.
Calcul d’un chauffe-eau solaire
Consommation
En absence de données, on considérera que la consommation d’eau chaude
sanitaire représente entre 30 et 50 l/j/pers
Volume de stockage
Le volume de stockage devra être suffisamment important pour couvrir la
consommation quotidienne. Cependant si ce volume est trop important, les
capteurs auront du mal à le monter en température.
Surface de capteurs
La surface de capteurs dépend bien évidemment de nombreux paramètres,
notamment l’orientation des capteurs et les masques éventuels qui font de
l’ombre.
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