Principes de fonctionnement d'une installation solaire thermique

Préambule : Fort d'une expérience de plusieurs années dans la mesure de l'énergie, le suivi des installations solaires thermiques et leurs performances, GRS-Solaire vous propose un tutorial sur les modes de fonctionnement des installations et les besoins en métrologie.

De nombreux sites vous présenteront des schéma sur les installations individuelles, GRS-Solaire se limitera donc uniquement à la reflexion sur les installations collectives de grande capacité. N'hésitez pas à nous faire part de vos remarques ou à nous poser vos questions par email.

Schéma de principe : installation en série

C'est le schéma le plus simple. Les ballons solaires sont en série. L'eau chaude collective est tout d'abord préchauffée dans les ballons solaires, puis circule dans l'appoint où elle est portée à la température finale.

Principe de fonctionnement d'une installation solaire

Les avantages :

  • Fonctionnement simple, et donc régulation simple.
  • Rendement optimal : limite les pertes liées aux échanges.
  • Equipement simple : pas de vannes 3 voies, peu de pompes (2).
  • Adaptable facilement à une production d'ECS existante.

    • Les inconvéniants :

  • L'eau chaude solaire est stockée à des températures quipeuvent être basses, ce qui favorise la prolifération des bactéries indésirables (légionelles et pseudomonas en particulier). L'appoint doit donc être régulé à une température élevée pour détruire la bactérie.
  • En cas de percement de l'échangeur à plaque, le glycol présent dans le circuit primaire (capteur) se disperse dans le circuit d'ECS, d'où la nécessité d'utiliser un produit dit 'alimentaire'.

    • Principe de fonctionnement : la phase de charge

    Pour comprendre le principe de fonctionnement d'une installation solaire thermique, il faut raisonner en deux temps : comment les calories sont-elle stockées lorsqu'il y a du soleil et que personne ne puise ? Puis, comment les utilise-t-on (cf. paragraphe suivant) ?

    Phase de charge d'une installation solaire

    Coté circuit primaire : lorsqu'il y a suffisamment de soleil, la pompe P1 se met en marche pour amener ces calories à l'échangeur. En terme de régulation (exemple de réglage) : si la température du capteur (S1) - la température du ballon solaire (S2) > 9°K, la pompe P1 se met en marche, et ce, tant que ce différentiel reste supérieur à 6°K.

    Coté circuit secondaire : dès que le fluide primaire arrivant à l'échangeur est supérieur à la température du ballon, la pompe P2 se met en marche pour amener les calories dans le stockage. En terme de régulation (exemple de réglage) : si la température du fluide primaire arrivant à l'échangeur (S3) - la température du ballon solaire (S2) > 9°K, la pompe P2 se met en marche, et ce, tant que ce différentiel reste supérieur à 6°K.

    L'eau arrivant à l'échangeur doit être l'eau la plus froide du stockage. L'eau réchauffée est envoyée dans le ballon le plus chaud, ce qui 'pousse' l'eau tiède dans le ballon le plus froid. Le stockage se charge. Il est important d'avoir une stratification dans les ballons.

    Principe de fonctionnement : la phase de puisage

    Lorsque l'eau est puisée dans l'appoint, l'eau froide est introduite dans le ballon solaire.

    Phase de charge d'une installation solaire


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