Améliorer la performance énergétique d'un système solaire

[energuimène]

Bonjour à tous,

Il s'agit de mon premier message sur ce forum et sur un forum en général. Ainsi, j'espère bien tout faire dans les règles !
Je dépose ce message suite à une volonté d'améliorer la performance énergétique d'une installation solaire. Il s'agit d'un bâtiment tertiaire de taille importante (école) dont les besoins en ECS ont été largement sur-dimensionnés. Malgré la très-faible consommation d'ECS, la consommation d'appoint de la chaudière est loin d'être négligeable.
En effet, les pertes thermiques liées à la boucle ECS représente 60-70 % des consommations sur ce poste. D'un autre côté, on stocke de l'eau chaude solaire qui est très peu utilisée.
Je pense que ce sera plus explicite avec un schéma de principe.
Ainsi, je vous joint à ce post' 3 schémas:
- l'installation actuelle

schéma initial.png

- 2 propositions de modification:
Proposition n°1: Si la température de sortie des ballons solaire est supérieur à 55°C, on injecte directement le solaire dans le réseau. La V3V2 est synchronisé à la V3V1. Cependant, il me semble qu’il y ait un risque lié à la légionelle si la température des ballons solaires descend en dessous de 50°C.

proposition 1.png

Proposition n°2: Le solaire pré-chauffe (voir chauffe) en priorité le préparateur ECS, le surplus est ensuite stocké.

proposition 2.png

Que pensez-vous de ces solutions ? Sont-elles viables ? En - avez vous d'autres ?
Je ne comprends pas pourquoi cette configuration, qui semble être classique, ne prends pas en compte cette problématique.

Je vous remercie par avance de vos diverses réponses.
Bien à vous,

[monteric]

Bonsoir,

Je pense que cette modification ne t’amènera malheureusement pas grand chose.
En effet le problème est la norme qui demande a ce que tout moment l'eau ECS soit supérieur à 55° (si ma memoire est bonne) donc il faut maintenir constamment ton ballon ECS a cette température ce qui fait que la chaudiere tourne.
Le solaire ne pouvant pas garantir cela (puisque pas forcement de production) il ne sera jamais prioritaire et donc la chaudière aura toujours monté le ballon ECS a température avant que le solaire se mette en route.
C'est mon point de vue peut etre n'est il pas juste.
Les ballons de stockage sont des ballons a ECS instantané ?

C'est une grande école parce que la tu as tout de meme énormément de stockage ...

A+

Eric

[pacobab]

Bonjour Énergumène,
Connaissez-vous les guides RAGE ? Il y en a un sur les Chauffe-eau solaires collectifs qui pourra vous donner de bonnes indications.
Pour info, ces guides sont destinés à terme à remplacer ou tout du moins compléter les DTU, tout en étant plus accessibles et plus pratiques.
À ma connaissance, on ne pratique plus du tout ce type de montage.
Ces 7000 litres(!) d'eau chaude sanitaire, il faut les chauffer tous les jours à 60°C ou une heure à 55°C pour s'affranchir des légionelles, même si on ne consomme rien du tout ! . C'est catastrophique au niveau appoint. Déjà, c'est le premier défaut du système.
D'autre part, je ne vois pas de vanne ni de logique pour remplir successivement les quatre ballons. Quatre ballons en parallèle entraîne beaucoup d'eau tiède, et pas beaucoup d'eau chaude.
Ce que je connais de plus récent et efficace:
Un circuit primaire solaire avec un échangeur à plaques, donc externe au stockqge .
Un circuit secondaire d'eau morte avec gestion de la stratification ou du remplissage successif des ballons de stockage, relié du côté solaire à l'échangeur via des vannes de répartition, et côté ECS à un échangeur sanitaire.
Le circuit ECS SANS STOCKAGE de façon à s'affranchir des légionelles (moins de 40l) comprenant un échangeur solaire relié au stock d'eau morte, avec en série un échangeur sanitaire d'appoint. D'après le guide RAGE, la boucle sanitaire doit être seulement sur l'échangeur d'appoint.
La gestion de l'échangeur primaire est indépendante de la gestion de l'ECS.
L'échangeur primaire doit être dimensionné en fonction de la puissance max des panneaux,
La régulation du primaire doit remplir successivement les trois ballons, de façon à ce que le premier ballon soit toujours le plus chaud. Cette régulation donnera la priorité au remplissage à une température exploitable maximale ou au mois supérieure à environ 65°C, soit 60°C + pincement de l'échangeur secondaire, de façon à éviter la mise en route de l'appoint . Si cette température n'est pas atteignable, la régulation doit remplir successivement les ballons à la température maximale.
Les ballons de stockage doivent être branchés en série. L'échangeur solaire secondaire sera alors entre le haut du premier ballon (le plus chaud) et le bas du dernier ballon. Il existe chez PAW ou chez Taconova des modules complets, avec circulateur primaire, échangeur sanitaire et régulation gérant le flux du primaire en fonction du soutirage sanitaire, et cela pour des débits sanitaires importants.
Voilà pour un premier jet. Pour l'APPER je suis un débutant solaire, mais ça fait plus de 10 ans que je cogite à ce propos.
Si j'ai le temps, je ferai un petit dessin.
Cdt

[Tom_43]

BJr,

ta proposition N°2 améliorerai un peu les choses ma elle va être difficile a mettre en place. Il faut mettre un serpentin ds le préparateur ECS. Si ce n'est pas prévu d'avance ça va être la galère.

Je te soumets une autre idée: si 70% de la conso d’énergie vient de la boucle sanitaire alors il faut que le retour de la boucle sanitaire se fasse ds le ballon de 2000L N°3.
Comme ça cette énergie "dépensée" sera en partie fournie par les panneaux solaire. A ce propos, combien de m2 de panneaux pr 6000L de stockage ?

Si j'ai bien compris les 3 ballons de 2000L sont remplis d'eau sanitaire. Par contre c'est bizarre j'ai l'impression qu'ils sont remplis d'eau froide par le haut
Ou alors j'ai rien compris

A+

Thierry

[Ottiti]

Bonsoir

Le gros problème est qui s agit d'un ERP avec les normes qui vont avec

Donc le bouclage sera obligatoire pour la fourniture au point le plus éloigné d une eau a 55°c

Je ne vois que comme solution simple de faire un bouclage entre le dernier ballon de stockage et le preparateur ECS quant ce ballon de stockage est a 55°c

Et alimenter en solaire le dernier ballon en priorité et les autres apres

Le bouclage ne nécessite qu un clapet a mettre entre le deuxième et le troisième ballon et un circulateur sanitaire

le reste du circuit est SANS aucun changements.

Franchement la différence entre dérouter via une vanne trois voies le flux solaire dans le bouclage ce qui necessite une gestion en plus

et poser simplement un clapet et un circulateur commandé par un bête bilame ce ne doit pas être trop différent en frais

A+

[ice 54]

Bonjour,
Avant toute modification il faudrait que des informations importantes
- Ou tu te situes (il y a une différence entre le solaire a Lille et a Toulon :))) ) .
- Je vois 33 panneaux c'est le cas quel type de panneaux (surface ).
- Tu parles de faible conso d'eau tu as une idée de la conso / mois ?
J'aime pas le solaire sur les écoles car elles sont fermée en juillets et août la ou tu as le plus de soleil .
Niveau déperdition bouclage peut être qu'il faut faire un état des lieux pour avoir une idée de l’état du calorifuge .
Tu regardes la température retour bouclage qui ne doit pas être en dessous de 50°C mais évite d’être au dessus pour diminuer les pertes thermiques (tu joues sur les vitesse de la pompe ).
D’après le schéma c'est truffé de vannes 1/4 de tour tu pourrais le remettre sur le forum avec un code couleur au stabilot du style vanne fermée hop coup de jaune , vanne ouverte hop coup de rouge . Viessmann a ce type de montage mais les vannes sont régulées via le régulateur solaire et les moindre vanne mal ouverte ou fermée fait le cirque .
Merci

[pacobab]

Bonjour à tous ,
Voici le schéma hydraulique dont je parle, faisant partie des Schémas hydrauliques de référence, reconnus par le Fonds Chaleur ADEME

http://www.solaire-collectif.fr/photo/img/outils/ET2.pdf

Dans votre cas, Énergumène, le gros avantage de ce montage est qu'il s'applique directement à votre installation, moyennant un peu de tuyauterie et un groupe échangeur sanitaire, par exemple : Taconova Tacotherm fresh Tera
Il "suffirait" de mettre les 3 ballons en série et de respecter le schéma recommandé par l'ADEME pour avoir quelque chose de 1000 fois plus efficace. Il deviendra inutile de chauffer les ballons à 60°C pour s'affranchir des légionelles.
L'appoint pourrait alors être réalisé avec le ballon de 1000l, à travers un troisième échangeur, toujours pour des questions de legionelles. Pour économiser encore l'appoint, il ne faudrait le déclencher que si la température du bas du ballon 1 est inférieure à 65°C (pour UNE ECS à 60°C) .

Si ça ne tenait qu'à moi et que ça ne coûtait rien, je rajouterais une gestion de la stratification et du remplissage des ballons. En l'occurrence, si de l'eau plus tiède arrive suite par exemple à une couverture nuageuse, et que le ballon no 1 est déjà plein d'eau chaude , cette eau chaude sera poussée dans le ballon no2 et la partie basse du ballon no1 se remplira d'eau tiède.

NB : un échangeur à plaques externe bien dimensionné est toujours plus efficace qu'un serpentin interne.
NB no 2: un échangeur à plaques a l'inconvénient de nécessiter un circulateur supplémentaire et est plus cher que le serpentin. D'autre part, en cas d'eau sanitaire très calcaire, l'échangeur à plaques va rapidement se boucher, et pas le serpentin.
NB no 3: le guide RAGE sur la sécurité sanitaire precise:

Par rapport aux risques liés au développement des légionelles, si le volume entre la sortie de la production et le point de puisage le plus éloigné est de plus de 3  litres, la température de distribution d’ECS doit être maintenue à au moins 50°C, excepté dans les tubes finaux d’alimentation des points de puisage. Le volume de ces tubes finaux doit être le plus faible possible et dans tous les cas ne pas dépasser 3  litres. Ce volume de 3  litres correspond par exemple à une longueur de canalisation en cuivre de 38  m en diamètre 10/12, 19  m en 14/16 ou encore 9  m en 20/22 (voir les valeurs de contenance en eau par mètre des tubes (Figure 5), cf. 2.2). Le NF DTu 60.11 P1-2 impose, par ailleurs, dans le cas d’un bouclage que les antennes ne dépassent pas 8 mètres ((Figure 22) et (Figure 24)). D’autre part, lorsque le volume total d’ECS stockée est supérieur à 400 litres, l’ECS doit être : • en permanence à une température d’au moins 55°C à la sortie des ballons ; • ou être portée au moins une fois par 24  heures au minimum 60  minutes à 60°C, 4  minutes à 65°C ou bien 2  minutes à au moins 70°C. Ces valeurs limites de température de production ne s’appliquent pas aux ballons de préchauffage (ballons solaires,…).

Cdt